陈人杰/陈南AFM：局部强溶剂化电解液平衡Li-O2电池的容量和循环寿命

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陈人杰/陈南AFM：局部强溶剂化电解液平衡Li-O2电池的容量和循环寿命
Li-O2电池具有超高理论能量密度，是一种具有很有前景的储能装置。然而，在实践中，它们表现出严重的容量衰减和有限的循环寿命，这意味着迫切需要更合适的电解液。
北京理工大学陈人杰、陈南等人采用DMSO作为强溶剂（高施主数）、四乙二醇二甲醚（TEGDME）作为弱溶剂（低施主数）及LiTFSI为锂盐，制备了一种局部强溶剂化效应电解液（LSSE）。
陈人杰/陈南AFM：局部强溶剂化电解液平衡Li-O2电池的容量和循环寿命
研究发现，具有高施主数的溶剂优先与Li+形成强溶剂化结构，而低施主数溶剂的加入不会破坏这种溶剂化结构。LSSE通过结合高施主数溶剂的溶解能力和低施主数溶剂的稳定性来提供高容量。共溶剂还改善了电解液的润湿性能，并可以诱导电池放电反应向溶剂化机制进行。此外，LSSE中产生的放电反应产物呈大颗粒形式，不会堵塞正极的孔隙。
结果，当优化的电解液用于Li-O2电池时，可实现高放电容量和良好的循环性能。优化的电解液抑制了电池内的副反应，并促进了锂负极表面稳定的固体电解质界面膜的形成。这项工作为设计高性能电解液以提高Li-O2电池的容量和循环寿命开辟了一条新途径。
陈人杰/陈南AFM：局部强溶剂化电解液平衡Li-O2电池的容量和循环寿命
图1 电解液表征
陈人杰/陈南AFM：局部强溶剂化电解液平衡Li-O2电池的容量和循环寿命
图2 电化学性能
Local Strong Solvation Electrolyte Trade-Off between Capacity and Cycle Life of Li-O2 Batteries. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202101831

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