上交/清华/浙工大/中科大联发AM: 电解液中的氟化锂用于稳定和安全的锂金属电池

锂金属负极的主要材料挑战包括巨大的体积变化、枝晶生长和电池循环过程中不稳定的SEI层，阻碍了锂金属电池的实际应用。通过氟化添加剂进行电解液工程有望提高锂金属电池的循环稳定性和安全性，但是受到成本高、环境相容性低和长期储存不稳定性的限制。

在此，中国科学技术大学姚宏斌教授、浙江工业大学陶新永教授、清华大学张跃钢教授和上海交通大学梁正副教授等人报道了一种采用多孔LiF策略的电解液，以提高锂金属电池在实际条件下的循环稳定性。

这种新型电解液显示出诱人的特性，可以诱导高度氟化的SEI层的形成：

i) 分级多孔LiF纳米盒在电解液中具有高分散性，不会在电解液中沉淀；

ii) LiF纳米盒的高孔隙率使Li⁺均匀分布；

iii) 高活性LiF纳米盒可以释放氟化物和Li⁺，以加强氟化SEI层的形成。

图1. 合成的分层多孔LiF纳米盒的表征

作者通过使用10.5 wt%的多孔LiF纳米盒基电解液在现实条件下实现了锂金属电池的良好循环。大容量 (3.45 Ah) Li || NCM811软包电池具有高能量密度（380 Wh kg^-1），且在86次循环后可保持93%的容量。这项工作为稳定高能量密度锂金属电池提供了一种很有前景的电解液工程策略。

图2. Li || NCM811软包电池的电化学性能

Lithium Fluoride in Electrolyte for Stable and Safe Lithium-Metal Batteries, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202102134

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