长春应化所张新波课题组近日在J. Am. Chem. Soc.上报道了一种用于高性能锂氧电池的低挥发性和耐用的深共晶电解质,文章标题为A Low-Volatile and Durable Deep Eutectic Electrolyte for High-Performance Lithium-Oxygen Battery。离子液体和熔融盐电解质具有低挥发性和高稳定性,但是离子液体的高成本和熔盐电解质的高工作温度限制了它们的应用。深共晶溶剂(DES)可以通过以一定摩尔比混合两种或两种以上的固体氢键受体和供体来制备,其性能与离子液体和熔盐相似。因此,设计基于DES的深共晶电解质(DEE)不仅可以克服离子液体/熔盐电解质的优势,还可以消除其缺点。受DEE的突出特征和N-甲基乙酰胺(NMA)对活性氧物种稳定的能力的启发,在这里,作者通过将NMA和双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)混合,开发了一种NMA基的新型DEE,用于锂氧电池。N-甲基乙酰胺(NMA)中的极性基团与锂盐中的阳离子和阴离子的相互作用可以形成室温DEE。这种基于NMA的DEE与锂金属阳极具有良好的兼容性,具有较高的热、化学和电化学稳定性,很好地继承了酰胺基电解质和DEE的优势,克服了常用有机电解质的缺点。因此,基于NMA的DEE能够形成更少的副产物,从而实现了令人满意的电化学性能,包括高放电容量、优异的倍率性能和长期循环稳定性。最重要的是,在60°C的高温下,含有NMA基DEE的LOB的寿命可以进一步提高,是基于四乙二醇二甲醚(TEGDME)的电解质电池的8倍。设计的稳定DEE扩展了LOB电解质的选择。这里的发现加深了对将DEE应用于LOB的可能性的理解,并为设计高性能电解质以促进LOB的实际应用提供了新的机会。
A Low-Volatile and Durable Deep Eutectic Electrolyte for High-Performance Lithium–Oxygen Battery. J. Am. Chem. Soc. 2022.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c11711#