深圳华算科技有限公司
企业新闻
资讯
资讯

干货资讯

News

浙大Nature Chemistry:分子对接电解质实现高压锂电池化学

发布日期:2024-06-20 10:16:43 信息编号:119 浏览次数:0

传统的商业电解液主要以碳酸酯溶剂、锂盐、添加剂等组成,然而,强极性溶剂的使用会呈现双刃剑的特征,一方面,溶剂分子中的强极性官能团有利于锂盐的有效解离;另一方面,由于Li+与溶剂分子的强亲和力,会在电极界面处阻碍离子的脱溶剂化过程,对界面离子传输动力学产生不利影响。在此,浙江大学范修林团队提出了一种分子对接电解液(MDE)的设计策略,该策略克服了锂盐在隐性溶剂分子(具有潜在的离子配位官能团,但是由于空间位阻等导致无法溶剂化离子)中解离的局限性,同时在电极界面处实现了快速锂离子脱溶剂化过程和稳定的界面电化学反应。

而言,该策略通过非配位溶剂与氟化苯或卤代烷烃化合物混合,激活了非配位溶剂,实现了快速稳定的锂离子化学反应动力学,同时抑制了电极副作用反应。结果显示,作者利用这一策略开发的25种电解液,在全电池和软包电池中均展现出了高锂沉积/剥离库仑效率和良好的容量保持率。总之,该工作提出的分子对接电解液(MDE)设计策略,成功解决了锂电池电解液在高电压下动力学缓慢和副作用反应严重的问题。作者通过在非配位溶剂中利用特定的氢键效应,实现了锂盐的快速解离,从而促进了快速的Li+反应动力学并抑制了电极界面的副作用反应。所设计的25种MDE电解液在实验中展现出了超过99%的高库仑效率,以及在高电压Li电池中的优异循环稳定性和容量保持率。

特别是,使用1M LiFSI BTP/5FB电解液的电池在4.4V的高电压下实现了700个循环后90%的容量保持,以及在实际容量条件下550个循环后98%的容量保持。因此,该策略为高电压锂电池电解液的设计提供了一个新途径。

Molecular-docking electrolytes enable high-voltage lithium battery chemistries, Nature Chemistry 2024 DOI: 10.1038/s41557-024-01585-y