清华/北理EnSM：无碳酸亚乙酯电解质的固态界面设计用于高性能电池

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清华/北理EnSM：无碳酸亚乙酯电解质的固态界面设计用于高性能电池碳酸乙烯酯(EC)在当前电池电解液中发挥着至关重要的作用。然而，EC与电极发生放热反应，引发热失控，并在高电压下发生连续氧化分解，阻碍了其在下一代电池中的应用。
清华/北理EnSM：无碳酸亚乙酯电解质的固态界面设计用于高性能电池
在此，清华大学欧阳明高，冯旭宁；北京理工大学吴宇等人报告了一种简单而有效的策略即设计具有重塑阴离子主导溶剂化结构的环丁砜（SL）基电解质，形成高度稳定的无机主导电极-电解质界面，有效稳定富镍正极和石墨负极。
与传统电解液相比，实用的SL基电解液将LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2|石墨软包电池自生热起始T1和热失控触发T2分别显着提高了9.6和42.0°C。此外，采用 SL 电解质的软包电池在充电至 4.5 V 且1000 次循环后表现出 88% 的出色容量保持率。
清华/北理EnSM：无碳酸亚乙酯电解质的固态界面设计用于高性能电池
图1. 电池性能
总之，该工作开发了基于SL的电解质，以构建兼具实用性、高安全性、高压和长循环能力的软包NCM811|Gr 电池。与传统电解液相比，采用1.2M-LiFSI-SL/HFE的NCM811|Gr电池可将自生热T1提高9.6℃，将TR触发T2提高42.0℃，并将TR最高T3降低55.6℃。
此外，采用 1.2M-LiFSI-SL/HFE 的软包电池在充电至 4.5 V、 1000 次循环后表现出 88% 的出色容量保持率，并且初始放电容量增加至 1038.3 mAh。SL 溶剂取代 EC 溶剂以及构建稳定的阴离子衍生的富含无机物的SEI，可显着保护电极免受副反应的影响。因此，该项工作为解锁先进的电解质候选物以构建下一代实用的更安全的高能锂离子电池带来了新的见解。
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图2. 界面结构表征
Solid-state interphases design for high-safety, high-voltage and long-cyclability practical batteries via ethylene carbonate-free electrolytes Energy Storage Materials 2023 DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103165

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