AEM：离子液体改性乙醚电解质提高高压锂金属电池快速充电能力

NavyLIu

2023-10-18

鉴于与锂金属阳极的高度兼容性，乙醚电解质已在锂金属电池中得到了广泛应用。不幸的是，它们在高压锂金属电池中的应用受到了有限电化学窗口的阻碍。在本研究中，通过形成富含阴离子的溶剂化鞘，复旦大学Wang Yonggang、波士顿学院Junwei Lucas Bao、昆明理工大学Zeng Xiaoyuan、Yuan Shouyi开发了用于具有侵蚀性高压阴极的锂金属电池的在N-甲基-N-丙基哌啶双（三氟甲磺酰基）酰亚胺（PP13TFSI）：二甲醚（DME）（"font-family: 微软雅黑, sans-serif; border: 1pt none windowtext; padding: 0cm; font-weight: normal;">）混合物中含有1M双（氟磺酰基）亚胺锂（FSI）和0.3M LiNO3的稀释醚电解质（Li盐浓度<1.5m）。

本文要点：

1) 与高浓度电解质相比，该设计通过添加离子液体促进了阴离子富集溶剂化鞘的形成。进一步的理论计算表明，第一溶剂化鞘中FSI⁻和NO₃⁻阴离子的存在削弱了DME溶剂的去溶剂化能量，表明在电极界面处有更快的去溶剂过程。

2) 因此，所设计的电解质能够使Li||LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）全电池在10 C的高速率下长期循环超过1000次。此外，即使在有限负容量与正容量（N/P）比为1的情况下，它也能在5 C的高速下实现100次循环的长循环寿命。

参考文献：

Kai Ding et.al Boosting Fast-Charging Capability of High-Voltage Li Metal Batteries with Ionic Liquid Modified Ethereal Electrolyte Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202302443

https://doi.org/10.1002/aenm.202302443