科学家开发出新颖的高能量密度锂金属电池

中国科学院宁波材料技术与工程研究所(NIMTE)的刘兆平教授团队已经开发出一种用于锂(Li)金属电池的电解质工程策略，从而实现了能量密度高的袋式电池。 430 Wh / kg和更长的使用寿命。该研究发表在《ACS Energy Letters》上。

追求高能量密度尤其是超过500 Wh kg -1的下一代锂电池已成为全球研究的热点。然而，在高压下阳极或阴极与电解质之间的不稳定界面限制了能量密度的提高。

由于电解质是阴极和阳极两者的唯一共享成分，因此电解质工程化成为一种既稳定又可同时稳定阴极和阳极两者上的电极/电解质界面的通用且简便的策略。

NIMTE的研究人员选择了氟醚作为吸电子溶剂，然后将其添加到碳酸盐基电解质(EC / DMC中为1.0 M LiPF6，LiPO 2 F 2含量为2%)中，从而削弱了对齐的Li +-羰基相互作用破坏Li + -(EC)4溶剂化鞘的平衡。

结果，LiPO 2 F 2从电解质中重结晶并保留了固态，从而在阳极和阴极上同时实现了表面保护。

根据X射线光电子能谱分析，重结晶的固体LiPO 2 F 2分解为Li 3 PO 4和LiF，从而重建了电极/电解质界面并抑制了不良反应，如碳酸盐溶剂的氧化。

借助这种电解质策略，研究人员成功地制造了一个3.62Ah的袋装电池，该袋式电池具有N / P比为2.0和电解质注入比为2.49 g / Ah的N / P比率，具有超高的绝缘性。能量密度为430 Wh / kg(基于整个电池)，稳定循环为50个循环。

这种新颖的电解质工程策略可能为将来在高能锂金属电池固态牺牲添加剂的设计和使用方面的研究铺平道路。

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