解读采用局域高浓度电解液的锂金属电池在高温下的界面不稳定性
材料科学
2024-01-12 v1
摘要
锂金属电池（LMBs）与局域高浓度电解液和高电压富镍正极相结合，为日益增长的高能量密度和长循环寿命需求提供了一种解决方案。然而，激烈的电极化学过程在较高温度和截止电压下给 LMBs 带来了安全风险。在此，我们解读了采用局域高浓度电解液（LHCE）并搭配 Ni0.8Co0.1Mn0.1O2 正极的 LMBs 在高温下的界面不稳定性。我们的发现揭示，电解液中氟自由基的生成诱导了溶剂分解及随后的连锁反应，从而重构了正极电解液界面（CEI）并降低了电池的循环性能。进一步证据表明，引入二甲氧基二甲基硅烷（DODSi）作为酸清除剂，显著提升了 CEI 的稳定性并抑制了微裂纹的产生。采用这种 DODSi 功能化 LHCE 的 Ni0.8Co0.1Mn0.1O2||Li 电池，在 80°C 下循环 100 次后实现了前所未有的 93.0% 容量保持率。这项研究为在极端温度下具有高安全性的实用 LMBs 的电解液工程提供了见解。
引用
@article{arxiv.2401.05671,
title = {Deciphering Interphase Instability of Lithium Metal Batteries with Localized High-Concentration Electrolytes at Elevated Temperatures},
author = {Tao Meng and Shanshan Yang and Yitong Peng and Xiwei Lan and Pingan Li and Kangjia Hu and Xianluo Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.05671},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 8 figures