EES：通过新型硝酸盐添加剂提高聚DOL准固态电解质的可行性

NavyLIu

2023-08-17

准固态电解质（QSSE）的原位聚合是开发可扩展、安全和高性能准固态锂金属电池的一种有效方法。在这种情况下，聚DOL基电解质由于其宽的电化学窗口和与锂金属的强兼容性而极具潜力。通过添加LiNO₃可以增强锂金属的稳定性，因为它在锂金属阳极的表面上产生了富含Li₃N的固体电解质界面。然而，LiNO₃阻止了DOL的开环聚合，使这两种化合物不相容。为了解决这个问题，香港科技大学Francesco Ciucci、防化研究院Wang Weikun开发了一种新型硝酸盐添加剂二硝酸三甘醇（TEGDN）来代替LiNO₃。

本文要点：

1) 与LiNO₃一样，TEGDN在锂表面形成致密、富氮的固体电解质界面，保护其免受寄生反应的影响。然而，与LiNO₃不同的是，TEGDN不会干扰DOL的聚合，从而可以制造高效电解质，在室温下提供2.87 mS cm⁻¹的离子电导率和4.28 V的氧化稳定电位。

2) 为了证明该方法的可行性，作者制备了在1C下稳定循环2000次以上的Li|LiFePO₄纽扣型电池。此外，作者制备了1.7 A h的软包锂硫电池，其初始比能为304 W h kg⁻¹，50次循环后的容量保持率为79.9%。该研究首次提出了一种新的添加剂来解决聚DOL和LiNO₃的不相容性，并开发了原位聚合的准固态电池。该电池通过形成富氮固体电解质界面而表现出优异的容量和稳定性。

参考文献：

Zilong Wang et.al Towards durable practical lithium–metal batteries: advancing the feasibility of poly-DOL-based quasi-solid-state electrolytes via a novel nitrate-based additive EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE02020G

https://doi.org/10.1039/D3EE02020G