【做計算 找華算】理論計算助攻頂刊，10000+成功案例，全職海歸技術團隊、正版商業軟件版權！

開發具有高安全性、高離子電導率和抑制鋰枝晶生長能力的電解液對于制備高能量密度的鋰金屬電池（LMB）至關重要。

哈工大(深圳)張嘉恒、李明雨、慈立杰等設計了一種含有 LiTFSI、丁內酰胺（BL）和丁二腈（SN）具有實用濃度(~1.27M)的三元共晶電解液。

圖1. 不同電解液的性質比較及共晶電解液的理化性質

與二元共晶電解液相比，設計良好的三元共晶電解液具有低粘度和高離子電導率。值得注意的是，與商用電解液相比，三元共晶電解液具有較高的安全性，因為它具有高熱穩定性、不可燃性、無枝晶特性和均勻的鋰沉積。

因此，三元共晶電解液在三個方面顯著提高了LMB的性能：(1)競爭性溶劑化機制降低了SN與鋰金屬的副反應和電解液粘度，同時提高了電解液的穩定性；(2)具有LiF和富N物種的穩定SEI膜導致鋰沉積均勻且致密；(3)改性三元共晶電解液有效改善了正極-電解質界面。

圖2. 對稱電池測試、鋰沉積形態和不同共晶電解液的理論計算

受益于三元共晶電解液的優勢特性，LiFePO₄(LFP)||Li電池即使在高電流密度、低溫和高溫等惡劣條件下也表現出優異的循環性能和更高的庫侖效率。

此外，基于改性三元共晶電解液的富鎳LiNi_0.8Co_0.1Al_0.1O₂/Li和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂/Li電池具有出色的循環性能，NCA||Li和NCM811||Li電池分別經過200次和300次循環后容量保持率達80%。這項研究為理解和設計用于鋰金屬電池和類似鈉/鉀金屬電池的更好電解液提供了見解。

圖3. 全電池性能

A Competitive Solvation of Ternary Eutectic Electrolytes Tailoring the Electrode/Electrolyte Interphase for Lithium Metal Batteries. ACS Nano 2022. DOI: 10.1021/acsnano.2c05016