​梁正Angew.：协同电解液添加剂助力商业快充石墨负极

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石墨负极在快速充电过程中容易出现危险的析锂现象，但由于难以确定限制速度的步骤，使得彻底消除析锂现象成为一个挑战。
​梁正Angew.：协同电解液添加剂助力商业快充石墨负极
图1 锂沉积过程示意
上海交通大学梁正等通过在商业碳酸酯电解液中引入三甘醇二甲醚（G3）-LiNO3协同添加剂（GLN），在石墨负极上构建了具有均匀锂离子通量的弹性固体电解质界面相（SEI），以实现高倍率下的无枝晶和高可逆的锂沉积。
具体来说，G3可以促进LiNO3的溶解，而G3与锂离子的高结合能可以通过引入氟代碳酸乙烯酯（FEC）而降低。
因此，在保留石墨正常的嵌入/脱嵌行为的前提下，交联的低聚物醚和GLN协同分解得到的Li3N都大大改善了锂沉积前后SEI的稳定性，有利于锂的均匀沉积。这消除了电解液中有限锂离子的持续消耗，减少了界面极化，最终避免了锂枝晶和死锂的形成。
​梁正Angew.：协同电解液添加剂助力商业快充石墨负极
图2 SEI分析
结果，与空白电解液相比，在2C充电条件下，当沉积锂量达到总容量的51%时，使用添加GLN电解液的石墨负极可以达到更高的库仑效率（CE）（99.53%），同时具有优异的锂沉积可逆性（99.6%）。
此外，添加了GLN的电解液的1.2Ah磷酸铁锂|石墨软包电池在3C下稳定地运行了150个循环，充分地证明了GLN在商业锂离子电池快速充电应用中的前景。
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图3 电化学性能研究
Li Plating Regulation on Fast-Charging Graphite Anodes by a Triglyme-LiNO3 Synergistic Electrolyte Additive. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202306963

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