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? Nat. Energy：基于Li2O犧牲劑的高能量密度、長壽命無負極鋰電池

與傳統鋰離子電池相比，無負極鋰電池在能量密度和安全性方面都具有顯著的優勢。然而，實現高鋰可逆性具有挑戰性，特別是考慮到電池結構中有限的鋰儲量（通常為零鋰過量）。

日本產業技術綜合研究所周豪慎教授在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正極上引入了Li₂O作為預載犧牲劑，提供額外的Li源以抵消初始無負極電池長期循環過程中的不可逆Li損失。

研究亮點1

采用原位光譜證明了Li₂O在預充電過程中的不可逆分解，并且可以將Li離子沉積在裸銅負極上，以抵消Li在循環過程中的潛在損失。此外，還同時引入了氟丙醚添加劑來中和親核O^2? (在Li₂O氧化過程中釋放）并阻止氣態O₂的進一步演化，這導致在正極/電解質界面處形成LiF基層，從而鈍化正極表面并抑制醚類溶劑的有害氧化分解，有效地擴展了醚類電解質的氧化穩定性窗口。

研究亮點2

得益于Li₂O犧牲劑與氟化添加劑的協同作用，實現了長壽命2.46?Ah初始無負極軟包電池，其重量能量密度為320 Wh kg^–1，體積能量密度為850 Wh L^-1，并在循環300次后仍保持80%的容量。

圖1 初始預充電過程中NCM@Li₂O正極的表征

圖2 軟包電池性能

A high-energy-density and long-life initial-anode-free lithium battery enabled by a Li₂O sacrificial agent. Nature Energy 2021 DOI: 10.1038/s41560-021-00839-0.

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