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?天大許運(yùn)華AM：通過雙電解液添加劑實(shí)現(xiàn)521.3Wh/kg的鋰金屬電池

采用鋰金屬負(fù)極和高壓正極的鋰金屬電池（LMBs）已被認(rèn)為是最有前景的高能量密度電池技術(shù)之一。然而，它的實(shí)際應(yīng)用在很大程度上受到鋰金屬負(fù)極枝晶生長、正極結(jié)構(gòu)快速退化和SEI動(dòng)力學(xué)不足的阻礙。

圖1. 雙添加劑的作用示意

天津大學(xué)許運(yùn)華等報(bào)告了一種雙陰離子調(diào)節(jié)策略，即利用雙三氟甲基磺酰亞胺鋰（LiTFSI）和二氟（雙氧）磷酸鋰（LiDFBOP）作為碳酸酯電解液中的雙添加劑，協(xié)同提高LMB的界面穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)。

TFSI^–的陰離子可以調(diào)節(jié)Li⁺的溶劑化結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生低的Li⁺脫溶劑化能。DFBOP^–可以在負(fù)極和正極上形成高離子傳導(dǎo)性和堅(jiān)固的富含無機(jī)物的界面層，這是由于與電解液的其他成分相比，其最高被占分子軌道（HOMO）的能級更高，最低未被占分子軌道（LUMO）的能級更低。

圖2. 優(yōu)化的Li⁺溶劑化結(jié)構(gòu)對Li沉積/剝離的調(diào)節(jié)

因此，在Li||LiNi_0.83Co_0.11Mn_0.06O₂(NCM83)軟包電池中顯示了優(yōu)異的倍率能力（5C）和循環(huán)穩(wěn)定性（150次循環(huán)后具有84.6%的容量保留）。

此外，還實(shí)現(xiàn)了實(shí)用的NCM83軟包鋰電池，其具有39.0 Ah的超大容量，能量密度為521.3 Wh kg^-1/1143.6 Wh L^-1。這項(xiàng)工作的研究結(jié)果為促進(jìn)高能量密度LMB的實(shí)際利用提供了一種簡便的電解液設(shè)計(jì)策略。

圖3. 充電截止電壓為4.4V的Li||NMC83扣式電池的電化學(xué)性能

Achieving Practical High-Energy-Density Lithium Metal Batteries by a Dual-Anion Regulated Electrolyte. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202301171

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/11/217f2449df/

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