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李永濤/姜智鵬AFM：協同添加劑實現4.4 V富鎳/鋰金屬電池中醚電解質的穩定循環

與碳酸酯基電解質相比，醚基電解質具有較高的離子電導率和對鋰金屬陽極的良好穩定性，但其氧化穩定性通常較差（對 Li+/Li 的氧化穩定性小于 4 V）。

在此，安徽工業大學李永濤教授、姜智鵬教授團隊提出了一種具有成本效益的協同添加劑策略，即共同添加 LiNO₃ 和碳酸乙烯酯（VC），以獲得一種優化的醚基電解質（OEE），該電解質可同時提供高鋰離子（Li⁺）電導率（20 ℃ 時為 11.52 mS cm^-1）和高電壓穩定性（4.4 V）。

LiNO₃ 和 VC 可以進入電解質的內溶劑化殼，優先參與電極表面的成膜過程，從而形成獨特的有機-無機雙層界面保護層。這層保護層能有效抑制電解質的副反應，提高電極的穩定性。

圖1. 醚基電解質的電化學性能

總之，該工作開發出了一種高效、經濟的協同添加劑方法，可使醚基電解質在富鎳/鋰金屬電池中以 4.4 V 電壓穩定循環，同時保持醚基電解質的高鋰電導優勢。具體來說，加入 LiNO₃ 和 VC 可以調節電解質的溶劑化結構，有效抑制溶劑和溶質的分解。此外，這些添加劑的優先分解有利于在電極上形成堅固的有機-無機雙層界面，從而提高 LMA 和 NCM811 正極的循環穩定性。

因此，Li-NCM811 全電池不僅在室溫下，而且在低溫環境下都能表現出穩定的循環性能。該工作為高壓醚基電解質的設計提出了新的見解，也將極大地促進 LMB 的實際應用。

圖2. 使用不同電解質的 Li-NCM811 全電池

Synergistic Additives Enabling Stable Cycling of Ether Electrolyte in 4.4 V Ni-Rich/Li Metal Batteries, Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202306868

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