快充能力和日歷壽命是可充電電池的關鍵指標，尤其是易受緩慢的Li+脫溶動力學和HF誘導腐蝕影響的硅基電池。現有的電解質無法同時解決這兩個關鍵挑戰。
在此，華南理工大學Li Du報道了一種微觀異質共價有機納米片(CON)膠體電解質，用于極快速充電和長日歷壽命的硅基鋰離子電池。
文章要點
1）研究人員通過理論計算和原位拉曼光譜揭示了多尺度非共價相互作用的基本機制，其中涉及介觀CON衰減微觀Li+-溶劑配位，從而加速Li+脫溶動力學。
2）這種電解質設計使全電池在8 C（83.1%充電狀態）和10 C（81.3%充電狀態）下均具有極快的充電能力。值得注意的是，膠體電解質在10 C下表現出破紀錄的循環性能（400次循環后容量保持率為92.39%）。此外，得益于介孔CON對HF和水的強大吸附能力，全電池的日歷壽命顯著提高。這項研究強調了微觀異質膠體電解質在增強硅基鋰離子電池的快速充電能力和日歷壽命方面的作用。
研究工作為具有多尺度相互作用的電解質設計提供了新的視角，為在惡劣環境下運行的堿離子/金屬電池的開發提供了富有洞察力的指導。
參考文獻
Weifeng Zhang, et al, A Microscopically Heterogeneous Colloid Electrolyte for Extremely Fast-Charging and Long-Calendar-Life Silicon-Based Lithium-Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202410046
DOI: 10.1002/anie.202410046
https://doi.org/10.1002/anie.202410046
