浙大陆俊Angew.：0.25M低浓度电解液助力高压锂金属电池1000圈循环！

电解液工程对于锂金属电池的商业化至关重要。

图1 电解液表征

浙江大学陆俊、阿尔伯塔大学Li Ge等首次设计了一种全新的低浓度电解液体系（LCE，0.25M），以硫醇（SL）和氟苯（FB）为溶剂，以溶解度极低的LiNO₃为溶质，使锂金属电池表现出卓越的电化学性能。SL和FB溶剂确保了合适的粘度和高电压运行窗口，具有低溶解度（约0.15M）的LiNO₃被选作主盐，另外，5vt %的聚合物形成添加剂（如FEC、VC）和0.1 M的高氟化锂盐（如LiPF₆、LiOTf或LiTFA）被添加到基线电解液中，以构建稳定的SEI。

正如预期的那样，这种LCE显示出良好的隔膜润湿性（电解液吸收率：151.3%）、高离子传导率（0.209 mS cm^-1，基于带隔膜的电解液）和高Li⁺转移数（0.55）。原位形成的无机-聚合物混合SEI具有高离子电导率、与锂的低粘合度和高柔韧性，能够实现锂的密集块状沉积和高沉积/剥离效率。

图2 半电池性能

结果，采用这种LCE的锂/铜电池实现了高库仑效率（98.8%）。LCE还使NCM523/Li电池在1C（500次循环后保持90.7%）和0.3C（1000次循环后保持83.3%）的倍率下实现了出色的循环稳定性。

此外，在低N/P比（约2）的情况下，NCM523/Li电池在0.3C下循环100次后的容量保持率为94.3%。探索LCE具有极其重要的意义，因为它为锂盐的选择提供了更多的可能性，特别是恢复了一些以前由于溶解度低而被排除在外的锂盐。更多的LCE体系可以被重新考虑和构建。值得注意的是，由于其成本效益，LCE在商业化方面具有明显的优势。

图3 全电池性能

Low Concentration Sulfolane-based Electrolyte for High Voltage Lithium Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202216312

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