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李宝华Nano Energy：双功能稀释剂助力4.5V钴酸锂电池1000圈循环！

秋白 电池未来 2023-04-03
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电解液工程控制的锂金属负极（LMA）和高压正极的界面化学是稳定锂金属电池（LMB）的关键。
图1. 电解液设计
清华大学深圳研究生院李宝华教授团队等人证明通过引入活性碳酸二氟乙烯酯（DFEC）助溶剂的局部高浓度电解液（LHCE）可以促进优良的界面化学。
与传统的LHCE不同，具有较低LUMO能量的DFEC既是添加剂又是稀释剂，并加强了阴离子溶剂化产生的界面层，从而实现抑制副反应/枝晶锂的生长和加速Li+的脱溶剂化/转移动力学。此外，所设计的电解液有效地钝化了高度催化的LCO正极表面以阻止电解液分解。
图2. 半电池性能
因此，组装的高容量Li||LiCoO2全电池（1.836 mAh cm-2）在4.5 V的高截止电压下，在0.3 C的1000次循环后保持了超过80%的高保留率。
更令人印象深刻的是，添加DFEC后，约265 mAh的Li||LiCoO2软包电池的循环稳定性得到了显著改善，在60次循环后具有约93.6%的高容量保持率。
总体而言，设计具有协同效应的功能性稀释剂，提高界面化学性能以控制阴离子溶剂化是非常有前景的，这为开发可充LMB铺平了一条光明的道路。
图3. 全电池性能
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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