微尺寸合金負(fù)極在鋰離子電池中提供了比石墨更低的成本和更高的容量。然而，在碳酸酯電解質(zhì)中，它們由于有機(jī)固體電解質(zhì)界面（SEI）強(qiáng)烈與合金結(jié)合，導(dǎo)致容量衰減快且?guī)靵鲂实停瑥亩l(fā)SEI和合金顆粒的裂縫，使電解液滲透并在鋰化-去鋰化循環(huán)中形成新的SEI。使用納米尺寸的合金負(fù)極可以延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命，但也增加了電池的日歷壽命，并增加了制造成本。鑒于此，來自馬里蘭大學(xué)的Chunsheng Wang等人通過開發(fā)不對(duì)稱電解質(zhì)（溶劑自由的離子液體和分子溶劑）顯著提高了微尺寸Si、Al、Sn和Bi合金負(fù)極的循環(huán)性能。
文章要點(diǎn)：
1) 該研究開發(fā)了不對(duì)稱電解質(zhì)，通過形成富含LiF的無機(jī)SEI，顯著提高了微尺寸合金負(fù)極的循環(huán)性能，展示了在高能量電池中的應(yīng)用潛力；
2) 此外，研究發(fā)現(xiàn)，在90 mAh μSi||LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2和70 mAh Li3.75Si||SPAN袋裝電池中，實(shí)現(xiàn)了超過400次循環(huán)，并保持了高于85%的容量保持率，為未來高能量鋰離子電池的發(fā)展提供了新路徑。
參考資料： Li, A.M., Wang, Z., Lee, T. et al. Asymmetric electrolyte design for high-energy lithium-ion batteries with micro-sized alloying anodes. Nat Energy (2024). 10.1038/s41560-024-01619-2
https://doi.org/10.1038/s41560-024-01619-2
