锂基可充电电池由于其优异的电化学性能,在储能领域占据了主导地位,并引起了科研工作者的极大研究兴趣。电解质作为不可或缺的组分,不仅在传输锂离子,而且在扩大电化学稳定电位窗口、抑制副反应和操纵氧化还原机制方面发挥着关键作用,所有这些都与电解质中的溶剂化化学行为密切相关。因此,全面了解电解质中的溶剂化化学具有重要意义。在这里,国防科技大学Xia Peitao、Zheng Chunman、清华大学Zhou Guangmin批判性地回顾了各种锂基可充电电池中电解质的发展,包括锂金属电池(LMB)、非水锂离子电池(LIBs)、锂硫电池(LSB)、锂氧电池(LOBs)和水性锂离子电池,以及溶剂对溶剂化化学的影响,还有不同类型电解质(强溶剂化电解质、中等溶剂化电解质和弱溶剂化电解质)中的溶剂化化学对上述可充电电池的电化学性能和氧化还原机制的作用。
本文要点:
1) 溶剂化化学对电极-电解质界面稳定性具有显著的影响。作者对LMB中锂枝晶的抑制,对LIBs中溶剂共嵌入的抑制,在LMB、LIBs和ALIB中高截止电压下阳极稳定性的改善,对LSB和LOB中氧化还原途径的调节,以及对LOB中析氢/析氧反应的抑制进行了全面总结。
2) 最后,该综述以前瞻性展望结束,其中包括电解质的实际问题、能够阐明溶剂化化学机制的先进原位/操作技术、,还提出了“基于材料知识的机器学习”和“人工智能+大数据”驱动的高性能电解质策略等先理论计算和仿真技术。
Peitao Xiao et.al Insights into the solvation chemistry in liquid electrolytes for lithium-based rechargeable batteries Chem. Soc. Rev. 2023
DOI: 10.1039/D3CS00151B
https://doi.org/10.1039/D3CS00151B