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付永柱/李翔EnSM：通過富含陰離子的稀電解液實現鋰金屬電池的穩定界面

開發一種適合高性能鋰金屬電池（LMB）的理想電解液很有必要。

圖1 簇狀富陰離子稀電解液的設計構思

鄭州大學付永柱、李翔等提出了一種陰離子調控溶劑化結構（ARSS），并通過在1.0 M LiPF₆-EC/DEC商用電解液中添加少量三氟甲磺酸鋰（LiOTf）作為增溶劑，設計出了目標稀釋電解液體系（富含NO³-的溶劑化結構和和以前從未有過的大團簇組成）。考慮到LiNO₃在酯類溶劑中極低的溶解度，增溶劑LiOTf被證實是所設計的電解液體系（以下稱為LNO/LOTf系統）中溶解80倍LiNO₃的觸發因素。結果，陰離子調控的溶劑化結構促進了富含無機物組分的穩固SEI的形成，抑制了持續的界面反應。

圖2 半電池性能及SEI分析

因此，在電流為0.4 mA cm^-2和容量為0.8 mAh cm^-2時，采用LNO/LOTf電解液的Li||Cu半電池的鋰沉積/剝離庫倫效率達到98.5%。此外，NCM811/鋰全電池也具有高倍率能力，在2 C倍率（1C=180 mA g^-1）條件下循環250次后仍能保持95.8%的高容量保持率。作者希望該研究的發現能為陰離子主導溶劑化結構的稀電解液提供一種新的理解，并為新型電解液的設計鋪平道路。

圖3 全電池的電化學行為和特性分析

Achieving stable interphases toward lithium metal batteries by a dilute and anion-rich electrolyte. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102957

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