上交黄兴溢AM：动态疏溶剂电解质界面用于长寿命锂金属电池!

传统碳酸盐电解质中固体电解质界面相（SEI）的异质性、物种多样性和机械稳定性差导致循环过程中锂（Li）和电解质的不可逆耗尽，阻碍了锂金属电池（LMB）的实际应用。

在此，上海交通大学黄兴溢团队提出了一种在锂金属（Li-PFbTHF（全氟丁基四氢呋喃））表面上的疏溶剂动态液体电解质界面（DLEI），它选择性地传输盐并诱导盐衍生的SEI形成。具有富含 C-F 基团的疏溶剂 DLEI 显著减少了Li、碳酸盐溶剂和潮湿空气之间的副反应，形成富含 LiF/Li₃PO₄ 的 SEI。

研究表明，DLEI 有效稳定了锂金属和碳酸盐电解质之间的界面。具体而言，LiFePO₄ ||Li-PFbTHF 电池在 1.0 C 下循环 1000 次后容量保持率为 80.4%，具有优异的倍率容量（5.0 C 时为 108.2 mAh g^-1），在 1.0 C 下循环 550 次后容量保持率为 90.2%。此外，252.0 Wh kg^-1 的 0.55 Ah 软包电池可实现稳定的循环。

图1. DFT计算

总之，该工作展示了DLEI层可有效地保护LMA免受碳酸盐电解质和空气腐蚀，从而构建长循环稳定的LMB。DFT计算和XPS表征揭示了快速Li+运输和C-F键在LEPE/电解质中产生LiF/富Li₃PO₄的SEI的关键作用。结果显示，稳定的SEI保证Li||Li对称电池实现了2500小时以上的稳定循环。Li||LFP全电池在1.0和2.0 C下具有超过1000次循环的长循环寿命和优异的倍率性能（5.0 C下为118.2 mAh g^-1））。

此外，在 LEPEV 电解质中， LFP 负载量为 15.6 mg cm^-2的全电池（100 μm Li-PFbTHF，N/P 比为 8）在 1.0 C 下循环 550 次后，容量保持率为 90.2%。因此，该工作为空气稳定 LMA 的合理优化提供了一种简便且有前景的方法，可用于高负载、长期稳定循环 LMB 的实际应用。

图2. LFP||Li–PFbTHF (100 μm) 的实际电化学性能

Engineering A Dynamic Solvent-phobic Liquid Electrolyte Interphase for Long-life Lithium Metal Batteries, Advanced Materials 2024 DOI: 10.1002/adma.202308799

原创文章，作者：Jenny（小琦），如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/03/27/ff2811a1f8/

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