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由富鋰錳基氧化物（LRMO）正極和鋰金屬負極構成的鋰金屬電池因其高能量密度而備受關注。然而，其在高電壓下電解質分解、正極和負極的不穩定性限制了其實際應用。

在此，天津工業大學馬建民團隊提出了一種電解質工程策略即以氯苯作為添加劑，在正極和負極上構建堅固的、高Li⁺導電的固體電解質界面。

研究表明，由于LiCl、LiF組成的電解質界面具有高機械穩定性和界面動力學，電解質分解和過渡金屬離子溶解都被有效抑制。同時，堅固的LiF/LiCl的固體電解質界面可以有效抑制鋰枝晶的過度生長。結果顯示，采用優化的 2.0 wt.% 氯苯的Li||LRMO 電池在 0.5 C 下循環 200 次后顯示出 86.1% 的高容量保持率。

圖1. 電池性能

總之，該工作成功證明了ClB 添加劑可以調節 Li⁺ 溶劑化結構，并分別參與正極和負極表面上堅固的 CEI 和 SEI 形成。此外，穩定的LiF/LiCl輔助SEI可以有效抑制鋰枝晶的過度生長。

結果顯示，具有 2.0 wt.% ClB 電解質的Li||Li對稱電池可以穩定循環超過300h且表現出較低的過電位。同時，組裝的 Li||LRMO 電池 0.5 C 下循環 200 次后表現出 86.1% 的高容量保持率。因此，該項工作將為通過電解質工程構建堅固、高Li⁺導電的固體電解質界面來實現高性能Li||LRMO電池提供重要參考。

圖2. 固體電解質界面分析

Dual LiF/LiCl‐Rich Solid Electrolyte Interphases with Robust and Li+‐conductive Characteristics for 4.8 V Lithium Metal Batteries, Advanced Energy Materials 2024 DOI: 10.1002/aenm.202400067

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?天工大AEM：LiF/LiCl固體電解質界面實現4.8 V鋰金屬電池

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