由于電極化學性質的侵蝕，高壓鋰金屬電池 (LMB) 的開發面臨重大挑戰。最近，局部濃縮離子液體電解質 (LCILE) 因其與鋰負極和高壓正極的出色穩定性而備受關注。然而，人們對 LCILE 中的稀釋劑如何影響溶劑化結構的熱力學穩定性和 Li+ 離子的傳輸動力學的理解仍然有限。
在此，中科大Xiaodong Wu，中科院蘇州納米所Jingjing Xu提出了一種以 1,3 二氯丙烷 (DCP13) 為稀釋劑的寬溫 LCILE，以在外部電場下構建非平衡溶劑化結構，其中 DCP13 稀釋劑進入 Li+ 離子溶劑化鞘以增強 Li+ 離子傳輸并抑制高鎳正極 (LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2，NCM90) 處的氧化副反應。
文章要點
1）采用該 LCILE 的 Li/NCM90 電池在 4.3 V 下經過 240 次循環后容量保持率高達 94%，并且在 4.4 至 4.6 V 的高截止電壓和 -20 至 60 °C 的寬溫度范圍內穩定運行。
2）此外，采用該 LCILE 的 Ah 級軟包電池同時實現了高能量密度和穩定循環，體現了實用可行性。
這項工作重新定義了稀釋劑在 LCILE 中的作用，為開發高能量密度電池的電解質設計提供了靈感。
參考文獻
Haifeng Tu, et al, Regulating Non-Equilibrium Solvation Structure in Locally Concentrated Ionic Liquid Electrolytes for Wide-Temperature and High-Voltage Lithium Metal Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202412896
DOI: 10.1002/anie.202412896
https://doi.org/10.1002/anie.202412896
