阿贡Nano Energy：锂金属电池的溶剂化保护型高压电解液

2023年10月12日下午9:44 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 8

为促进金属锂电池（LMBs）的实际应用，必须在电解液和金属锂之间实现稳定的界面。

阿贡国家实验室Khalil Amine、Chi-Cheung Su等介绍了一种溶剂化保护策略，以设计用于高压LMBs的功能性电解液。

图1 采用不同电解液的Li||NMC811电池的性能

具体是将氟代碳酸亚乙酯（FEC）作为溶剂化保护溶剂应用于二氟碳酸亚乙酯（DFEC）/三氟乙基甲基碳酸酯（FEMC）电解液体系，以实现锂金属负极的稳定循环。FEC的加入改变了溶液中锂配合物的结构，因为它具有较高的溶解能力。

通过精确控制氟代环碳酸酯的溶剂化数（>1）（即FEC:DFEC>临界比），可有效消除单独由FEMC溶剂化的锂络合物，其可在锂表面分解形成有害副产物。

图2 Li|Cu和Li|Li电池的表征

新的三元FEC/DFEC/FEMC体系不仅保持了DFEC在锂负极上形成坚固固态电解质界面的有利作用，而且还提供了FEMC赋予的卓越负极稳定性，同时通过FEC的溶剂化保护作用消除了有害的FEMC分解。

显然，这种三元体系在促进LMB的稳定循环方面优于FEC/FEMC和DFEC/FEMC二元体系。

图3 Li||NMC811电池的循环性能

Solvation-Protection-Enabled High-Voltage Electrolyte for Lithium Metal Batteries. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.10672

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