付永柱/李翔EnSM：通过富含阴离子的稀电解液实现锂金属电池的稳定界面

开发一种适合高性能锂金属电池（LMB）的理想电解液很有必要。

图1 簇状富阴离子稀电解液的设计构思

郑州大学付永柱、李翔等提出了一种阴离子调控溶剂化结构（ARSS），并通过在1.0 M LiPF₆-EC/DEC商用电解液中添加少量三氟甲磺酸锂（LiOTf）作为增溶剂，设计出了目标稀释电解液体系（富含NO³-的溶剂化结构和和以前从未有过的大团簇组成）。考虑到LiNO₃在酯类溶剂中极低的溶解度，增溶剂LiOTf被证实是所设计的电解液体系（以下称为LNO/LOTf系统）中溶解80倍LiNO₃的触发因素。结果，阴离子调控的溶剂化结构促进了富含无机物组分的稳固SEI的形成，抑制了持续的界面反应。

图2 半电池性能及SEI分析

因此，在电流为0.4 mA cm^-2和容量为0.8 mAh cm^-2时，采用LNO/LOTf电解液的Li||Cu半电池的锂沉积/剥离库伦效率达到98.5%。此外，NCM811/锂全电池也具有高倍率能力，在2 C倍率（1C=180 mA g^-1）条件下循环250次后仍能保持95.8%的高容量保持率。作者希望该研究的发现能为阴离子主导溶剂化结构的稀电解液提供一种新的理解，并为新型电解液的设计铺平道路。

图3 全电池的电化学行为和特性分析

Achieving stable interphases toward lithium metal batteries by a dilute and anion-rich electrolyte. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102957

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付永柱/李翔EnSM：通过富含阴离子的稀电解液实现锂金属电池的稳定界面

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