鲍哲南&崔屹JACS：空间效应调谐离子溶剂化实现高电压锂电池的稳定循环

Nanoyu

2021-10-29

1,2-二甲氧基乙烷（DME）是锂金属电池常用的电解液溶剂。目前，各种基于DME的电解质设计提高了高电压全电池的长期循环性能。然而，较低的锂负极库仑效率和较差的高电压稳定性是DME电解质面临的主要挑战。

近日，斯坦福大学鲍哲南院士，崔屹教授报道了提出了一种利用空间位阻效应来调节Li⁺离子溶剂化结构的分子设计原理。

文章要点

1）研究人员认为，通过用较大尺寸的乙氧基取代DME上的甲氧基，生成的1,2-二乙氧基乙烷（DEE）具有较弱的溶剂化能力，因而具有更多富含阴离子的内溶剂化壳层，这两者都提高了正负极界面的稳定性。

2）实验和计算结果显示，这种基于空间效应的设计显著提高了双(氟磺酰亚胺)锂(LiFSI)/DEE电解质的电化学稳定性。在4.8 mAh cm⁻² NMC811，50 μm薄Li，4.4 V高截止电压的苛刻全电池条件下，4 M LiFSI/DEE可循环182次，容量保持率达80%，而4 M LiFSI/DME仅可循环94次。

这项工作为用于实用高电压锂金属电池的非氟醚基电解质溶剂分子设计指明了一条很有前途的方向。

参考文献

Yuelang Chen, et al, Steric Effect Tuned Ion Solvation Enabling Stable Cycling of High-Voltage Lithium Metal Battery, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c09006

https://doi.org/10.1021/jacs.1c09006