程涛教授团队 AM: 用于先进锂金属电池的乙腈基局部高浓度电解质

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