High-voltage cathodes improve the energy density of the batteries, which satisfies the pursuit of high-energy-density lithium metal batteries (LMBs). However, layered lithium cobalt oxide (LiCoO₂) cathodes suffer from severe interfacial side reactions under high voltage (4.6 V), which is detrimental for practical applications. Herein, a functional lithium salt, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxyl-4-sulfate lithium (TEMPO-OSO₃Li) is developed that possesses radical-scavenging anion TEMPO-OSO₃⁻. The anion accumulates at the cathode interface and effectively scavenges free radicals under the electric field at high voltage, thereby, inhibiting the electrolyte decomposition and interfacial side reactions. As a result, the Li||LiCoO₂ batteries with dual-salt (TEMPO-OSO₃Li (0.02 m) and LiPF₆ (1 m)) electrolyte exhibit high capacity retention of 92% after 100 cycles at 4.6 V and maintain 81% after 200 cycles, which is superior to that of the baseline electrolyte (26%). The work demonstrates a promising strategy for designing electrolyte salts to realize the practical application of LiCoO₂ at high voltage.

中文翻译：

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用于稳定高压锂的自由基清除锂盐||LiCoO2 电池


高压正极提高了电池的能量密度，满足了对高能量密度锂金属电池 （LMB） 的追求。然而，层状钴酸锂 （LiCoO₂） 阴极在高压 （4.6 V） 下会出现严重的界面副反应，这对实际应用不利。在此，开发了一种功能性锂盐，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基-4-硫酸锂 （TEMPO-OSO₃Li），它具有自由基清除阴离子 TEMPO-OSO₃⁻。阴离子在阴极界面积累，在高压电场下有效清除自由基，从而抑制电解质分解和界面副反应。因此，Li||使用双盐 （TEMPO-OSO₃Li （0.02 m） 和 LiPF₆ （1 m）） 电解质的 LiCoO₂ 电池在 4.6 V 下循环 100 次后表现出 92% 的高容量保持率，在 200 次循环后保持 81%，优于基线电解质 （26%）。这项工作为设计电解质盐实现 LiCoO₂ 在高压下的实际应用提供了一种很有前途的策略。