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?ACS Energy Letters：新型弱溶劑化醚溶劑助力4.3V鋰金屬電池

1,2-二甲氧基乙烷（DME）由于其固有的還原穩(wěn)定性而被廣泛用作鋰金屬電池的電解液溶劑；然而，它的低氧化穩(wěn)定性對(duì)高壓鋰金屬電池（LMB）的使用提出了重大挑戰(zhàn)。

首爾大學(xué)Jang Wook Choi、弗里堡大學(xué)Ali Coskun等引入了一種新的低介電溶劑，1,2-二甲氧基丙烷（DMP）作為電解液溶劑。

圖1. 電解液溶劑選擇

與DME相比，DMP由于其增加的空間效應(yīng)而降低了溶劑化能力，促進(jìn)了陰離子與Li⁺的相互作用，導(dǎo)致了陰離子衍生SEI層的形成，從而實(shí)現(xiàn)了與鋰金屬的高度可逆的沉積/剝離行為。此外，2M LiFSI在DMP中的氧化穩(wěn)定性導(dǎo)致在正極表面上形成均勻且堅(jiān)固的CEI層，這解釋了觀察到的增強(qiáng)的全電池性能。DMP的低介電常數(shù)也在很大程度上抑制了過(guò)渡金屬?gòu)腘CM811活性顆粒中的溶解和Al集電體的腐蝕。

圖2. 半電池性能

總之，所有這些有益的特性使Li|NCM811全電池能夠在高電流密度(～5 mA cm^?2)和具有有限厚度（40μm）的鋰箔條件下運(yùn)行160多圈。這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)突出了電解液溶劑精細(xì)結(jié)構(gòu)操縱的重要性，以調(diào)整溶劑化結(jié)構(gòu)，從而將LMB推進(jìn)到實(shí)際可行的選擇。此外，結(jié)構(gòu)微調(diào)的溶劑還可以應(yīng)用于LMB之外，如在極端快速充電條件下或在低溫下運(yùn)行的鋰離子電池。

圖3. 全電池性能

Exploiting the Steric Effect and Low Dielectric Constant of 1,2-Dimethoxypropane for 4.3 V Lithium Metal Batteries. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c02003

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