章根强Angew：用于升级锂金属电池的高偏摩尔体积聚合物电解质

文章总结

锂金属电池与固体电解质相结合，是一种极具前景的高能量密度储能技术。然而，由于锂枝晶的不断生长，其循环性能稳定性较差。从理论上讲，锂枝晶生长的初始诱因是电解质与锂金属界面处的高化学势差（Δμ），但对Δμ调控的有效性缺乏实验验证。在此，我们通过调控聚合物电解质中锂离子的偏摩尔体积（VLi+），实验展示了Δμ对锂枝晶生长的影响。通过削弱锂氧配位结构，制备的高VLi+聚合物电解质（108.5cm3/mol）与传统电解质相比，Δμ降低了 83%（至289J/mol）。这使得锂 - 锂对称电池能够稳定循环超过 10 个月，锂 - 铜电池能循环超过 2000 次，平均库仑效率达到 96%。令人欣喜的是，容量为0.62Ah的实用圆柱形Li∣∣Li[Ni0.5Co0.3Mn0.2]O2电池表现出出色的循环稳定性，在0.2C倍率下循环 95 次，容量衰减可忽略不计。高VLi+的优势为聚合物电解质设计引入了新方向，突出了通过调节界面Δμ来优化实用锂金属电池的设计策略，而这一策略此前尚未得到充分探索。

图文简介

具有高锂离子偏摩尔体积（VLi+）的聚合物电解质的设计理念

基于高锂离子偏摩尔体积（VLi+）电解质的结构特性

高锂离子偏摩尔体积（VLi+）电解质的验证

锂阳极的长期稳定性

采用高锂离子偏摩尔体积（VLi+）电解质的锂金属电池的电化学性能

论文信息

通讯作者：Genqiang Zhang

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