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再聯(lián)手！應化所明軍研究員/漢陽大學Yang-Kook Sun/蘭大張俊麗再發(fā)AM，還是電解液！

基于高壓電解液的高壓鋰離子電池（LIB）可以有效提升能量密度和功率密度，這是電動汽車實現(xiàn)長距離、快充和可靠安全性能的關鍵。然而電池在極端條件之下運行會導致嚴重的電解液分解，而界面副反應仍然難以捉摸，這已成為開發(fā)用于極端條件下應用的電解液的瓶頸。

在此，中科院長春應化所明軍研究員、漢陽大學Yang-Kook Sun教授及蘭州大學張俊麗副研究員等人報道了一種新的碳酸酯基高壓電解液，該電解液采用碳酸甲乙酯 (EMC) 和乙酸甲酯 (MA) 溶劑的混合物，不添加任何添加劑。

它在高電壓（4.5 V vs Li/Li⁺）下具有高穩(wěn)定性，在快充時具有無鋰枝晶特征（3 C下，162 mAh g^-1)，以及優(yōu)異的低溫性能。作者證實鋰離子、陰離子和溶劑之間的相互作用對于確定電解液和電極之間的界面行為起著至關重要的作用。

圖1. 不同電解液中溶劑的特性和電池性能

基于這些發(fā)現(xiàn)，作者提出了一種新的與溶劑化結構相關的界面模型，結合了電解液-電極界面處鋰離子、陰離子和溶劑之間的分子級相互作用，以解釋電池性能。

這項研究探索了電池中NCM正極和石墨負極動態(tài)相互作用的界面行為，建立的界面模型補充了對固體電解質中間相（即SEI或CEI）對電池性能影響的理解，并為金屬離子電池的多功能電解液設計設定了新的指導方針。

圖2. 電解液-電極界面模型

實際上，這也是2021年以來明軍研究員與漢陽大學Yang-Kook Sun教授聯(lián)手發(fā)表的第2篇AM^[1]。在1月20號發(fā)表的文章^[2]中，作者也是通過調控電解液成分（如陰離子、溶劑或濃度），在鉀離子電池塊體銻（Sb）負極中實現(xiàn)了高容量（> 628 mAh g^-1）和穩(wěn)定性（>200次循環(huán)）。此外，也證明了調節(jié)電解液的成分（如陰離子、溶劑和溶度）來改變K⁺溶劑化結構，是塊體Sb負極獲得優(yōu)異性能的主要原因。

1. Interfacial Model Deciphering High-Voltage Electrolytes for High Energy Density, High Safety, and Fast-Charging Lithium-Ion Batteries, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202102964

2. Electrolyte-Mediated Stabilization of High-Capacity Micro-Sized Antimony Anodes for Potassium-Ion Batteries, Advanced Materials 2021. DOI:10.1002/adma.202005993

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