Nature Energy：硼酸盐-吡喃贫电解质锂金属电池

设计用于锂金属电极的液态电解质已用于控制锂金属电池（LMB）中锂沉积的形态。然而，锂腐蚀问题仍未得到解决，阻碍了实际LMB的贫电解液的设计。

在此，韩国科学技术院Hee-Tak Kim团队报告了一种基于硼酸盐-吡喃的电解质来解决慢性锂腐蚀问题。作者发现硼酸盐-吡喃电解质将固态电解质界面中的大LiF微晶转化为细晶或玻璃态LiF，从而通过最大限度地减少电解质分子渗透到固态电解质界面中来增强Li/电解质界面。使用硼酸盐-吡喃电解质、高镍层状氧化物正极（3.83 mAh cm⁻²）和薄锂（20 μm）组装的LMB可提供较高的初始能量密度（>400 Wh kg⁻¹）和在E/C比为1.92 g Ah⁻¹时运行400个循环，容量保持率为70%。

图1. DFT计算

总之，该工作提出电解质的关键特征是，它将最初在SEI中形成的LiF微晶重组为细晶或玻璃状LiF，以最大限度地减少Li腐蚀，这与传统电解质中发生的长期Li腐蚀形成鲜明对比。这种电解质使LMB具有较高的初始能量密度(>400 Wh kg)，并在E/C比为1.92g Ah^-1时运行400次循环，容量保持率为70%，在1.24 g Ah^-1时运行350次循环，容量保持率为73%，在0.96 g Ah^-1时运行200次循环容量保持率为85%。

冷冻透射电镜结果表明，重组的SEI最大限度地减少了Li与液态电解质之间的直接接触，从而有效减轻了Li腐蚀。因此，该工作为先进LMB的SEI结构设计开辟了一条有新的途径。

图2. BF₃-THP 介导的 LiF 重组

Borate–pyran lean electrolyte-based Li-metal batteries with minimal Li corrosion，Nature Energy 2023 DOI: 10.1038/s41560-023-01405-6

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