尽管科研工作者在锂金属电池(LMB)的新电解质方面取得了巨大进展,但由于缺乏有效的量化方法,使得电解质组成与电池性能之间的内在关系仍不明确。近日,浙江大学范修林在高压锂金属电池中利用超共轭电解质实现同时稳定锂阳极和阴极。
本文要点:
1) 作者提出了静电势负中心(NCESP)和Mayer键级(MBO)的概念来描述溶剂能力,并且它们分别与溶剂化结构和氧化势高度相关。基于该原理,作者发现在甲氧基三甲基硅烷(MOTMS)/(三氟甲基)三甲基硅烷中含有1.7 M LiFSI的电解质具有独特的超共轭性质,其可以稳定锂阳极和高压阴极。
2) 使用该电解质的4.6 V 30μm Li||4.5 mAh cm-2锂钴氧化物(LCO)(N/P比1.3)电池在200次循环后仍可保持稳定,并且容量保持率为91%。该自下而上的电解液设计理念为推进高压LMB开辟了一条通用策略。
Haikuo Zhang et.al Simultaneous Stabilization of Lithium Anode and Cathode using Hyperconjugative Electrolytes for High-voltage Lithium Metal Batteries Angew. Chem. Int. Ed. 2023
DOI: 10.1002/anie.202218970
https://doi.org/10.1002/anie.202218970