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為促進金屬鋰電池（LMBs）的實際應(yīng)用，必須在電解液和金屬鋰之間實現(xiàn)穩(wěn)定的界面。

阿貢國家實驗室Khalil Amine、Chi-Cheung Su等介紹了一種溶劑化保護策略，以設(shè)計用于高壓LMBs的功能性電解液。

圖1 采用不同電解液的Li||NMC811電池的性能

具體是將氟代碳酸亞乙酯（FEC）作為溶劑化保護溶劑應(yīng)用于二氟碳酸亞乙酯（DFEC）/三氟乙基甲基碳酸酯（FEMC）電解液體系，以實現(xiàn)鋰金屬負極的穩(wěn)定循環(huán)。FEC的加入改變了溶液中鋰配合物的結(jié)構(gòu)，因為它具有較高的溶解能力。

通過精確控制氟代環(huán)碳酸酯的溶劑化數(shù)（>1）（即FEC:DFEC>臨界比），可有效消除單獨由FEMC溶劑化的鋰絡(luò)合物，其可在鋰表面分解形成有害副產(chǎn)物。

圖2 Li|Cu和Li|Li電池的表征

新的三元FEC/DFEC/FEMC體系不僅保持了DFEC在鋰負極上形成堅固固態(tài)電解質(zhì)界面的有利作用，而且還提供了FEMC賦予的卓越負極穩(wěn)定性，同時通過FEC的溶劑化保護作用消除了有害的FEMC分解。

顯然，這種三元體系在促進LMB的穩(wěn)定循環(huán)方面優(yōu)于FEC/FEMC和DFEC/FEMC二元體系。

圖3 Li||NMC811電池的循環(huán)性能

Solvation-Protection-Enabled High-Voltage Electrolyte for Lithium Metal Batteries. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.10672

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