哈工大王振波Angew：基于二氟离子液体的双盐电解质用于高压锂金属电池

稳定高压锂金属电池 (LMB) 的电解质至关重要但又具有挑战性，因其需要确保锂负极和高压正极（相对于Li/Li⁺高于4.5V）的稳定性以解决电池循环不稳定性和热失控等问题。

在此，哈尔滨工业大学王振波团队设计并合成了一种新型二氟离子液体（IL）双盐电解质。该工作创造性地使用双盐、含氟离子液体和碳酸二甲酯作为共溶剂，通过静电和弱相互作用有效地控制了Li离子的溶解结构。该电解质具有高安全性，可避免的热失控以及与高压正极具有良好的兼容性。

此外，匹配该电解质的LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂/Li LMB（4.5 V）表现出优异的循环稳定性，平均库仑效率（CE）高达 99.99%，300 次循环后容量保持率高达 90.4%，甚至可以在 4.7 V 的更高电压下工作。

图1. DFPyrTFSI的设计思路及合成路线

总之，该工作开发了一种新型的非易燃离子液体/双盐电解质，使富镍LMBs具有超高的安全性和循环稳定性。由二氟化IL阳离子调节的富含阴离子的Li⁺溶剂化结构衍生的薄且稳定的界面确保了高镍富锂锂金属电池在高压条件下稳定循环，无枝晶生长，CE为99.99%。

因此，该工作证实了二氟化IL阳离子的应用带来了巨大的成功。在新兴电池化学中，功能导向的分子设计策略对调节溶剂化结构具有重要意义。

图2. 电池性能

Solvation Structure and Derived Interphase Tuning for High-Voltage Ni-Rich Lithium Metal Batteries with High Safety Using Difluorinated Ionic Liquid Based Dual-Salt Electrolytes, Angewandte Chemie International Edition 2024 DOI: 10.1002/anie.202317148

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