吴浩斌/刘倩倩AFM：新型阻燃稀释剂！同时实现锂金属电池安全和稳定性！

高压锂金属电池（LMB）的发展受到同时与高压正极和锂负极兼容的合适电解液的阻碍。

浙江大学吴浩斌、河北工业大学刘倩倩等开发了一种以乙氧基（五氟）环三磷腈（PFPN）为不可燃稀释剂的新型局部高浓度电解液。

图1. 电解液表征和理论计算

PFPN是一种商业化阻燃添加剂，其高沸点为125℃，可确保电池安全，尤其是在高温下。之前的研究显示，PFPN可同时稳定LMB中的高压阴极和锂负极。此外，PFPN最近被报道为一种稳定的多功能稀释剂。

因此，作者设计了1.5 m LiFSI DME/PFPN（体积比1:2）的局部高浓度电解液。具体而言，PFPN加速了阴离子的完全还原，从而在锂负极上形成稳定的阴离子衍生界面层。同时，PFPN和阴离子共同参与了正极电解质界面的形成，抑制了副反应和高压富镍正极的结构损伤。

图2. 半电池性能

因此，基于PFPN的电解液延长了基于高压LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2（NCM622）和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1（NCM811）正极的LMB的循环寿命。特别是，25µm厚的Li与N/P比为1.3（4.4V）的NCM622配对，在200次循环后表现出90%以上的优异容量保持率。

此外，能量密度超过330Wh kg^-1的NCM622|Li软包电池已被证明在100次循环中具有97%的出色容量保持率。这项工作突出了稀释剂在调整电极/电解也界面中的重要作用，并为设计高压LMB的高安全电解液提供了新的策略。

图3. 全电池性能

An Inorganic-Dominate Molecular Diluent Enables Safe Localized High Concentration Electrolyte for High-Voltage Lithium-Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202209725

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吴浩斌/刘倩倩AFM：新型阻燃稀释剂！同时实现锂金属电池安全和稳定性！

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