​Angew.：局部高浓离子液体电解液使-20℃低温锂金属电池成为可能

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​Angew.：局部高浓离子液体电解液使-20℃低温锂金属电池成为可能
锂金属是下一代高能量密度电池的一种有前景的负极材料，但它受到低剥离/沉积库伦效率和枝晶生长的影响，特别是在零下温度下。
​Angew.：局部高浓离子液体电解液使-20℃低温锂金属电池成为可能
图1 低温和离子传输性能
卡尔斯鲁厄理工学院Stefano Passerini等提出了一种不易燃、局部浓缩的离子液体电解液，其液相范围较宽，远低于0℃，可用于低温锂金属电池。具体而言，其由LiFSI、EmimFSI和1,2-二氟苯（dFBn）以1:2:2的摩尔比组成。
研究显示，它的全阴离子Li+溶剂化和相位纳米分离的溶液结构在低温下得以持续，再加上富含无机化合物的固体电解质界面相的形成，锂金属负极在-20℃和0.5mA cm-2下实现无枝晶运行，库伦效率达到98.9%。
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图2 半电池性能
此外，在-20℃下，所得电解液与高压LiNi0.8Co0.15Al0.05O2（NCA）正极显示出高度的兼容性。因此，耦合薄锂金属负极（4 mAh cm-2）和高负载NCA正极（10 mg cm-2）的锂金属电池在-20℃下循环100次后，保持了70%的初始容量。这些结果，作为概念验证，证明了局部浓缩的离子液体电解液对低温锂金属电池的适用性。
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图3 全电池性能
Locally Concentrated Ionic Liquid Electrolytes Enabling Low-Tem

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