溶剂桥联电解质突破锂电池极限:硅负极在极端条件下稳定循环
7月27日消息,Nature Chemistry发表最新研究,开发溶剂桥联电解质体系,突破高能锂离子电池中LiF界面层形成与离子电导率之间的固有矛盾。高容量负极如硅基负极是实现高能量密度锂电池的关键,但在充放电过程中大体积变化导致循环寿命受限。LiF基固态电解质界面可显著延长循环稳定性,但传统LiF成膜电解质要求阴离子进入锂离子溶剂化壳层,降低了离子电导率,限制快充和低温性能。研究团队设计了由LiPF6溶解在共溶剂体系中构成的溶剂桥联电解质:桥连环状醚同时溶剂化PF6阴离子和锂离子,促进富LiF界面形成;结构线性醚调控电解质液程。通过减少锂离子与阴离子的直接相互作用,电解质在形成LiF富集界面的同时维持了高离子电导率。实验表明该电解质实现了微米级硅负极在极端条件下稳定循环:4C以上快充条件下稳定运行,零下55度低温环境正常工作,并支持锂金属负极电镀。论文第一作者Yawei Chen,合作者包括Fanyang Huang和Qiu Zhang等。该工作为高容量负极在苛刻工况下的应用提供了新思路。
(来源:Nature Chemistry)