卤化锂正极材料有望以低成本为可充电电池提供高能量密度。然而，这些正极在有机电解质中容量衰减很快，其失效机理仍不清楚。

近日，马里兰大学王春生教授开发了一种几乎没有游离溶剂的准离子液体电解质(在二甘醇二甲醚[G2]溶剂中的1.6 M二氟[草酸]硼酸锂[LiDFOB]/1.6 M三氟甲磺酸锂[LiOTF]盐)，这使得锂负极和卤化锂正极都能够实现高能量密度和长循环寿命。

文章要点

1）卤素通过形成卤素间物质或降低电池工作温度而液化，并且在准离子液体电解质中具有低溶解度。室温下的LiCl-LiI-石墨、LiCl-LiBr-石墨和LiBr-石墨正极以及-30 ℃下的可逆LiCl-石墨正极用于验证液化(间)卤素嵌入石墨的设计原理。

2）密度泛函理论(DFT)计算和实验分析证实，Br激活的LiDFOB开环聚合在卤化锂阴极上形成了稳定的CEI，将阳极稳定性提高到4.8 V。CEI进一步降低了电解质中卤素的溶解度，消除了不希望的穿梭效应。

3）作为示范，LiCl-LiBr-石墨||Li (20 mm)软包电池在200次循环中达到2.5 mAh cm^-2的库仑效率(CE)为99.5%。此外，LiCl-LiBr-石墨正极可以在-30 °C下提供62%的室温容量。

参考文献

Xu et al., Lithium halide cathodes for Li metal batteries, Joule (2022)

DOI：10.1016/j.joule.2022.11.002

https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.11.002