電解質分子工程,特別是對稱氟化分子,被認為是解決傳統非氟化電解質分子穩定性不足以穩定能量密集型鋰金屬電池(LMB)的有效方法。然而,對稱氟化電解質分子的弱溶劑化和低離子電導率,以及由電解質衍生的低離子電導率不穩定界面的形成,是限制對稱氟化電解質用于提高LMB性能的主要挑戰。近日,山東大學Chen Hao、Liu Hong、Sang Yuanhua通過不對稱氟化電解質分子設計同時實現良好的溶劑化和高惰性和穩定的鋰金屬電池。
本文要點:
1) 作者通過將分子一側的高惰性氟化結構與另一側的非氟化結構相結合,提出了非對稱氟化電解質分子設計策略,并成功整合了氟化電解質的高穩定性和非氟化電解質的強溶劑化/離子傳導優勢,進而彌補了它們的局限性。
2) 作者發現,Li||LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2全電池具有98.97%的鍍鋰/剝離庫侖效率、良好的陰極保護和高達240次的循環穩定性,均勻的Li沉積形態和優異的阻燃性。
Lequan Deng et.al Asymmetrically-Fluorinated Electrolyte Molecule Design for Simultaneous Achieving Good Solvation and High Inertness to Enable Stable Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202303652