Arumugam Manthiram教授ACS Energy Lett.：电解液在克服锂电池中LiNiO2正极挑战中的作用

LiNiO₂ (LNO) 是一种高容量的模型正极，于19世纪80年代首次发现，由于其固有的不稳定性而失去热度。然而，随着对更高能量密度电池的推动，对LNO的研究再次提上日程。

在此，美国德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授等人证明使用适当的电解液，无需额外改性即可实现LNO正极的重大性能改进。具有局部高浓度电解液 (LHCE) 的电池在200次循环后提供92%的容量保持率，而在基准碳酸盐电解液中的容量保持率为56%。

LHCE中溶剂与浓盐络合而稳定化，因此表面反应性降低。因此，电解液分解以盐为主，而富含氟的CEI更稳定，有助于降低过电位和薄膜电阻。LHCE中的微裂纹也得到缓解，这证明了层状氧化物正极研究必须考虑电解液的作用以及晶格变化。

图1. LHCE和碳酸盐电解液中LNO的自放电曲线

除了循环性能，LHCE还具有额外的好处。由于表面反应性降低，自放电显著减少，从而使电池能够更长时间地保持电荷同时减少总降解。此外，LHCE中LNO正极的热失控发生在244°C，而碳酸盐电解液中为188°C，这可归因于复合溶剂具有更高的氧化稳定性。

尽管LHCE仍需要探索，但它显然是高镍正极的“直接”推动者，无需对电池生产线进行更改。此外，虽然LHCE中典型稀释剂的成本目前与盐类相似，但成本降低空间很大。研究人员和制造商应持续探索这类令人兴奋的电解液，并根据电解液的进展重新考虑正极的选择。

Arumugam Manthiram教授ACS Energy Lett.：电解液在克服锂电池中LiNiO2正极挑战中的作用

图2. LHCE和碳酸盐电解液中LNO的热稳定性

Role of Electrolyte in Overcoming the Challenges of LiNiO₂ Cathode in Lithium Batteries, ACS Energy Letters 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01714

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Arumugam Manthiram教授ACS Energy Lett.：电解液在克服锂电池中LiNiO2正极挑战中的作用

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