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李寶華Nano Energy：雙功能稀釋劑助力4.5V鈷酸鋰電池1000圈循環(huán)！

電解液工程控制的鋰金屬負(fù)極（LMA）和高壓正極的界面化學(xué)是穩(wěn)定鋰金屬電池（LMB）的關(guān)鍵。

圖1. 電解液設(shè)計(jì)

清華大學(xué)深圳研究生院李寶華教授團(tuán)隊(duì)等人證明通過(guò)引入活性碳酸二氟乙烯酯（DFEC）助溶劑的局部高濃度電解液（LHCE）可以促進(jìn)優(yōu)良的界面化學(xué)。

與傳統(tǒng)的LHCE不同，具有較低LUMO能量的DFEC既是添加劑又是稀釋劑，并加強(qiáng)了陰離子溶劑化產(chǎn)生的界面層，從而實(shí)現(xiàn)抑制副反應(yīng)/枝晶鋰的生長(zhǎng)和加速Li⁺的脫溶劑化/轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)。此外，所設(shè)計(jì)的電解液有效地鈍化了高度催化的LCO正極表面以阻止電解液分解。

圖2. 半電池性能

因此，組裝的高容量Li||LiCoO₂全電池（1.836 mAh cm^-2）在4.5 V的高截止電壓下，在0.3 C的1000次循環(huán)后保持了超過(guò)80%的高保留率。

更令人印象深刻的是，添加DFEC后，約265 mAh的Li||LiCoO₂軟包電池的循環(huán)穩(wěn)定性得到了顯著改善，在60次循環(huán)后具有約93.6%的高容量保持率。

總體而言，設(shè)計(jì)具有協(xié)同效應(yīng)的功能性稀釋劑，提高界面化學(xué)性能以控制陰離子溶劑化是非常有前景的，這為開發(fā)可充LMB鋪平了一條光明的道路。

圖3. 全電池性能

Synergistic-Effect of Diluent to Reinforce Anion-Solvation-Derived Interfacial Chemistry for 4.5 V?Class Li||LiCoO2 Batteries. Nano Energy 2023. DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108323

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