乙腈(AN)是高压和快速充电电池的理想电解质溶剂,但其还原性不稳定,因此与锂金属阳极(LMA)不兼容。在本文中,1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(TTE)被用作稀释剂来构建基于AN的局部高浓度电解质(LHCE),以实现致密、无枝晶且稳定的LMA。这种LHCE的电化学稳定性窗口接近6 V(相对于Li/Li),具有优异的润湿性和良好的阻燃性。与基准碳酸盐基电解质相比,它的电化学性能非常突出:锂成核的过电位极小(仅24 mV),0.5 mA cm+-2 时的平均半电池库仑效率(CE)达到99.5%,而且它在使用LiFePO4 (LFP) 和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811) 正极的全电池中的实用性也得到了证实。研究发现了一些复合因素,从而揭示了基于AN的LHCE的优越性。从溶剂化结构来看,消除游离AN分子和稀释剂分离都有助于防止阳极AN分解。根据低温电子显微镜(Cryo-EM)表征和理论模拟结果,制得的固电解质相间层(SEI)均匀而紧密。因此,这项工作证明,通过对溶剂化和SEI结构的联合调节,AN基电解质成功地应用于传统上被认为不切实际的LMA中。
图文简介
AN基电解质的特性
LAT-0.5:1:x和LB007的电化学性能比较
镀锂形貌
AN基电解质中SEI的冷冻电镜特征
全电池电化学评估
论文信息
通讯作者:Xuming Yang,Tao Cheng,M. Danny Gu
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