​华科Chemical Science：拔河效应调整锂离子输运提高了锂金属电池的倍率能力

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​华科Chemical Science：拔河效应调整锂离子输运提高了锂金属电池的倍率能力
“盐包溶剂”电解质(高浓度电解质(HCE)和稀释高浓度电解质(DHCE))在二次锂金属电池(LMBs)复苏方面显示出巨大的前景。然而，在实际条件下，这种电解质固有的缓慢的Li+传输限制了LMBs的高倍率性能。
​华科Chemical Science：拔河效应调整锂离子输运提高了锂金属电池的倍率能力
在此，华中科技大学谢佳教授团队研究发现，在多层溶剂化鞘层中，溶剂-非溶剂相互作用的拉力与溶剂-非溶剂相互作用的压缩力之间存在着拔河效应，从而提高了LMBs的倍率性能。
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图1. 不同电解质的电化学性能
研究发现，通过对拉压过程的精心操纵，降低了溶剂间的相互作用，导致溶剂化鞘层的松动。因此，开发的电解质具有高Li+迁移数(0.65)和和 Li (50 μm)||NCM 712 (4 mAh cm−2) 全电池在 0.33C (1.32 mA cm−2) 的高倍率下表现出长期循环稳定性（160个循环；80% 的容量保持率）。
值得注意的是，匹配该电解质的 Li (50 μm)||LiFePO4 (LFP：17.4 mg cm−2) 电池在 0.66 C 倍率下循环 1450 次后容量保持率仍达到 80%。6 Ah Li||LFP 软包电池（超过 250 Wh kg-1）在实际条件下表现出出色的循环稳定性（130 次循环，96% 的容量保持率）。电解质的设计理念为构建高能量密度和高倍率的 LMBs 提供了一条有前途的途径。
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图2. FB-F3B-DHCE全电池性能
Tug-of-war Effect Tuned Li Ion Transport Enhances Rate Capability of Lithium Metal Batteries, Chemical Science 2023 DOI: 10.1039/d2sc06620c

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