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?ACS Energy Letters：新型弱溶劑化醚溶劑助力4.3V鋰金屬電池

1,2-二甲氧基乙烷（DME）由于其固有的還原穩定性而被廣泛用作鋰金屬電池的電解液溶劑；然而，它的低氧化穩定性對高壓鋰金屬電池（LMB）的使用提出了重大挑戰。

首爾大學Jang Wook Choi、弗里堡大學Ali Coskun等引入了一種新的低介電溶劑，1,2-二甲氧基丙烷（DMP）作為電解液溶劑。

圖1. 電解液溶劑選擇

與DME相比，DMP由于其增加的空間效應而降低了溶劑化能力，促進了陰離子與Li⁺的相互作用，導致了陰離子衍生SEI層的形成，從而實現了與鋰金屬的高度可逆的沉積/剝離行為。

此外，2M LiFSI在DMP中的氧化穩定性導致在正極表面上形成均勻且堅固的CEI層，這解釋了觀察到的增強的全電池性能。DMP的低介電常數也在很大程度上抑制了過渡金屬從NCM811活性顆粒中的溶解和Al集電體的腐蝕。

圖2. 半電池性能

總之，所有這些有益的特性使Li|NCM811全電池能夠在高電流密度(～5 mA cm^?2)和具有有限厚度（40μm）的鋰箔條件下運行160多圈。

這項研究的發現突出了電解液溶劑精細結構操縱的重要性，以調整溶劑化結構，從而將LMB推進到實際可行的選擇。

此外，結構微調的溶劑還可以應用于LMB之外，如在極端快速充電條件下或在低溫下運行的鋰離子電池。

圖3. 全電池性能

Exploiting the Steric Effect and Low Dielectric Constant of 1,2-Dimethoxypropane for 4.3 V Lithium Metal Batteries. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c02003

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