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通过在碳酸盐电解质中使用亲锂离子添加剂实现高电压锂金属电池的晶体定向电镀
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2023-04-12 , DOI: 10.1016/j.cej.2023.142937
Qiwen Ran , Jintao Liu , Lei Li , Qiang Hu , Fuquan Nie , Hongyuan Zhao , Xingquan Liu

不稳定的固体电解质界面 (SEI) 和碳酸盐电解质中枝晶锂不受控制的生长严重阻碍了高压 (>4.0 V) 锂 (Li) 金属电池的实际应用。在这项工作中,采用亲锂活性离子添加剂(In(NO 3 ) 3、二氟(草酸)硼酸锂 (LiDFOB) 和 LiNO 3)在商用碳酸盐电解质中生成多层 SEI 并促进优先沉积锂沿(2  0  0) 方向。正如理论和实验所证明的那样,我们发现 In(NO 3 ) 3离子添加剂会产生亲锂的含 In 内部 SEI 层,从而诱导沿 (2  0 0)平面和沉积锂的低表面能。此外,LiDFOB添加剂用于获得富含LiF的中间SEI以提高SEI的界面能,而LiNO 3 /四亚甲基砜(TMS)添加剂产生富含Li 3 N的外部SEI以加速Li +传输。因此,改性碳酸盐电解质可确保Li (50 μm) ‖LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2全电池实现99.3%的超高平均CE和100次循环后94.2%的高容量保持率. 这项工作揭示了多层SEI诱导结晶定向镀锂的机理和Li +的内部机理运输,并提供了一种将锂金属带入实用的高压锂金属电池的简单方法。





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更新日期:2023-04-14
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