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傳統碳酸鹽電解質中固體電解質界面相（SEI）的異質性、物種多樣性和機械穩定性差導致循環過程中鋰（Li）和電解質的不可逆耗盡，阻礙了鋰金屬電池（LMB）的實際應用。

在此，上海交通大學黃興溢團隊提出了一種在鋰金屬（Li-PFbTHF（全氟丁基四氫呋喃））表面上的疏溶劑動態液體電解質界面（DLEI），它選擇性地傳輸鹽并誘導鹽衍生的SEI形成。具有富含 C-F 基團的疏溶劑 DLEI 顯著減少了Li、碳酸鹽溶劑和潮濕空氣之間的副反應，形成富含 LiF/Li₃PO₄ 的 SEI。

研究表明，DLEI 有效穩定了鋰金屬和碳酸鹽電解質之間的界面。?具體而言，LiFePO₄ ||Li-PFbTHF 電池在 1.0 C 下循環 1000 次后容量保持率為 80.4%，具有優異的倍率容量（5.0 C 時為 108.2 mAh g^-1），在 1.0 C 下循環 550 次后容量保持率為 90.2%。此外，252.0 Wh kg^-1 的 0.55 Ah 軟包電池可實現穩定的循環。

圖1. DFT計算

總之，該工作展示了DLEI層可有效地保護LMA免受碳酸鹽電解質和空氣腐蝕，從而構建長循環穩定的LMB。DFT計算和XPS表征揭示了快速Li+運輸和C-F鍵在LEPE/電解質中產生LiF/富Li₃PO₄的SEI的關鍵作用。結果顯示，穩定的SEI保證Li||Li對稱電池實現了2500小時以上的穩定循環。Li||LFP全電池在1.0和2.0 C下具有超過1000次循環的長循環壽命和優異的倍率性能（5.0 C下為118.2 mAh g^-1））。

此外，在 LEPEV 電解質中， LFP 負載量為 15.6 mg cm^-2的全電池（100 μm Li-PFbTHF，N/P 比為 8）在 1.0 C 下循環 550 次后，容量保持率為 90.2%。因此，該工作為空氣穩定 LMA 的合理優化提供了一種簡便且有前景的方法，可用于高負載、長期穩定循環 LMB 的實際應用。

圖2. LFP||Li–PFbTHF (100 μm) 的實際電化學性能

Engineering A Dynamic Solvent-phobic Liquid Electrolyte Interphase for Long-life Lithium Metal Batteries, Advanced Materials 2024 DOI: 10.1002/adma.202308799

原創文章，作者：Jenny（小琦），如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/03/27/ff2811a1f8/

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上交黃興溢AM：動態疏溶劑電解質界面用于長壽命鋰金屬電池!

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