厦大赵金保AEM: 一种用于宽温度范围、快速动力学高压锂电池的多功能双盐局部高浓度电解液

目前人们对更高能量密度的存储设备的需求越来越迫切，锂电池传统的商业碳酸盐电解质仅具有有限的氧化稳定性（约4.3 V），限制了其在高压电池领域的应用。

更重要的是电极材料在低温条件下具有较慢的动力学，提供的容量较小。因此，开发一种能在较宽的温度范围内与高压材料兼容的电解液就显得尤为重要。

在此，厦门大学赵金保教授等人报道了一种多功能双盐局部高浓度电解质 (TEH-2m-LiTD+10%FEC)，含有10 wt%的碳氟酸盐 (FEC)。

将其结合到Li||Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（Li||NCM523）电池中，在25℃、1C电流密度下充电至4.6 V，循环200次后容量仍能保持近89%，显示出良好的高压循环稳定性。此外，在10C时还实现了65% (≈130 mAh g^-1) 比容量的高倍率性能。

图1. 基于五种电解液的Li||NCM523电池循环后的TEM图像和XPS表征对比

此外，即使在-80 °C下，它仍保持液体状态并表现出良好的离子导电性，并使 Li||NCM523电池在-40°C时可提供50%以上的室温容量，并在相同条件下稳定循环超过200次，实现出色的低温快速充电/放电性能。

它还具有与锂金属和石墨负极的兼容性。这项工作为快速动力学、高电压、低温锂电池电解液的设计提供了新思路。结果表明，直接由最佳高浓度电解质制成的电解液不是最合适的方法，将稀释剂与添加剂结合使用是必要且有效的。

图2. 基于该电解液的Li||NCM523全电池的低温性能

A Multifunctional Dual-Salt Localized High-Concentration Electrolyte for Fast Dynamic High-Voltage Lithium Battery in Wide Temperature Range, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101775

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厦大赵金保AEM: 一种用于宽温度范围、快速动力学高压锂电池的多功能双盐局部高浓度电解液

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