张嘉恒/慈立杰Nano-Micro Lett.：酰胺基电解液实现高安全稳定的锂金属电池

锂枝晶的形成以及易燃液态电解液带来的安全隐患严重阻碍了高能量密度金属锂电池的发展。

哈尔滨工业大学（深圳）张嘉恒、慈立杰等提出了一种新兴的酰胺基电解液，它由不同摩尔比的LiTFSI和丁内酰胺组成，并且1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙醚（TTE）和氟代碳酸亚乙酯（FEC）分别作为反溶剂和添加剂被引入。

TTE作为助溶剂，可降低粘度并提高与锂金属的相容性；FEC作为添加剂以进一步稳定界面。通过上述精心设计的电解液，可以原位形成具有无机/有机丰富成分（LiF、Li₃N和Li-N-C）的稳定SEI层，从而有效调节锂的形态和结构，并实现均匀的球形锂沉积。此外，该酰胺基电解液还具有不可燃性、高离子电导率、高热稳定性和电化学稳定性（> 4.7 V）。

图1 采用不同电解液的锂沉积行为示意图

研究显示，当采用这种酰胺基电解液时，具有LiFePO₄正极的锂金属电池表现出非常可靠的循环性能，经过650次循环后实现了89%的容量保持率。此外，即使在60 °C下，电池也可以稳定运行。这项工作将为缓解锂金属负极的关键问题提供一种简便有效的策略，并为开发高安全、无枝晶和耐用锂金属电池提供深刻的见解。

图2 Li||LFP电池的性能

Safe and Stable Lithium Metal Batteries Enabled by an Amide-Based Electrolyte. Nano-Micro Letters 2022. DOI: 10.1007/s40820-021-00780-7

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