陆盈盈Angew:协同双添加剂电解液助力实用化锂金属电池
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将可充锂金属负极与高压正极材料进行匹配是构建能量密度超过300Wh/kg的锂电池的有效手段。然而，由于实际应用条件下金属锂可逆性较差和电解液的持续消耗，因此要想实现高比能锂电池的长寿命仍然是一件十分棘手的事情。近日，浙江大学陆盈盈等报道了一种新型具有独特溶剂化结构的双添加剂的碳酸酯电解液，该电解液能够助力实用化锂金属全电池实现较长的循环寿命。
本文要点
1） 这种新型双添加剂电解液是在1M LiPF6 FEC/EMC=3/7的碳酸酯体系中添加3%的LiNO3和1%的三（五氟苯基）硼烷（TPFPB）或三（五氟苯基）膦（TPFPP）。这种双添加剂对于金属锂负极和高电压正极材料的效果都很好。带有贫电子原子的TPFPB或TPFPP添加剂能够作为中心来打破LiNO3团簇并在适宜的加热温度下实现对电解液溶剂结构的调控。
2） 研究人员利用冷冻电子显微镜和高分辨透射电子显微镜发现这两种添加剂能够在正负极表面发生分解分别形成坚固的SEI膜和无定形相的CEI膜。这有利于促进金属锂以块状的无枝晶形式发生沉积并保护正极材料原始的稳定结构。
3） 基于上述优势，Li/NCM811、Li/LCO、Li/LNMO等高压锂金属全电池在高电压和高容量条件下都能够实现稳定的电化学性能。当电解液/容量比和正负极容量比降低到3.4g/Ah和2.28时，所组装的软包锂金属全电池能够稳定循环140周，其能量密度超过300Wh/kg。
Siyuan Li et al, Synergistic Dual‐Additives Electrolyte enables Practical Lithium Metal Batteries, Angewandte Chemie International Edition, 2020
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202004853
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