Chem:高性能锂金属电池中高无机固体电解质界面的电解质工程
Nanoyu Nanoyu 2023-01-05

电解质在锂金属表面的稳定和高电压下的操作中起着关键作用。特别是,由于其独特的溶剂化结构,局部高浓度电解质已经超过了最先进的电解质。然而,LHCEs中的溶剂化结构(尤其是对于弱配位的稀释剂)与SEI组成之间的直接相关性尚未得到很好的理解,然而实现超过99.5%的高库仑效率(CE)是非常关键的。

近日,弗里堡大学Ali Coskun,首尔大学Jang Wook Choi报道了引入一类BTFM基电解质作为弱配位稀释剂,以获得高无机组分含量和优异锂负极性能的SEI。

文章要点

1引入基于双(2,2,2-三氟乙氧基)甲烷和1,2-二甲氧基乙烷的一类电解质来调节阴离子分解,以实现SEI中63%的超高Li2O含量以及高度均匀的相分布。负/正容量比为2.5的相关Li|LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2全电池在1 C下200次循环后达到90%的容量保持率,在3 C下596次循环后达到80%的保持率。

2研究人员还揭示了这些电解质在维持聚集体簇和增强阴离子分解动力学方面的关键作用,通过降低离子的去溶剂化能量来实现SEI中均匀的高Li2O含量,从而实现99.72%的最高CE值。这一结果使人们离无负极全电池99.9%的最终目标更近了一步。

这项工作不仅强调了Li2O对高CEs的关键作用,还强调了溶剂化结构的影响,溶剂化结构是通过使用精心设计的稀释剂的电解质化学和电解质工程来控制SEI的组成、形态和均匀性。这些发现也有望指导新的弱配位稀释剂的设计,以进一步推动具有高工作电压的锂金属电池的发展。

 

参考文献

Zhao et al., Electrolyte engineering for highly inorganic solid electrolyte interphase in high-performance lithium metal batteries, Chem (2022)

DOI:10.1016/j.chempr.2022.12.005

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.12.005


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