锂金属电池用伪浓缩电解液

由于锂的高活性和固态电解质界面(SEI)的稳定性差,锂金属电池的寿命短和库伦效率(CE)低。在这里,我们提出了一种由电子亏损添加剂(4-吡啶硼酸;4-PBA)诱导的伪浓缩电解液(PCE)的概念,以形成一个稳健的、富含LiF的SEI,从而解决上述问题。分子动力学模拟证实,4-PBA可以增加锂离子溶剂化层中阴离子的配位数,以实现电解液中伪浓缩的LiPF6。此外,4-PBA可以清除从LiPF6分解出的有害PF5,以稳定富含LiF的SEI。由此产生的稳健的富含LiF的SEI促进锂在SEI/Li界面的生长,并抑制锂枝晶的生长。因此,获得了优异的性能,对于Li||Cu电池,在1.0 mA cm−2下的库伦效率高达97.1%,并且对于含有1.0 wt% 4-PBA电解液的Li||Li对称电池,在0.5 mA cm−2下超过950个循环。同时,产生的稳定的含硼阴极电解质界面使Li||LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)电池实现了优异的稳定性,经过200个循环后的容量保持率为86.9%。

服务对象 : 湖南大学

发表时间: 2022 年 4 月 11 日

发表期刊: ESCIENCE

文章链接: https://doi.org/10.1016/j.esci.2022.06.005

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