Joule：双阴离子液体电解液使锂金属电池中富镍正极稳定

高能量密度锂金属电池面临着开发功能性电解液的挑战，该电解质能够稳定锂金属负极和高压正极（> 4 V vs Li⁺/Li）。

德国赫尔姆霍兹研究所（HIU）Guk-Tae Kim、Stefano Passerini等人报道了一种低挥发性且不可燃的离子液体电解液(ILE) ，其结合了两种阴离子，包括双（氟磺酰基）酰亚胺（FSI）和双（三氟甲磺酰基）酰亚胺（TFSI），成功应用于克服上述挑战。

FSI-和TFSI-的协同相互作用在两个电极的表面提供了非常有利的界面钝化层，从而通过有效减轻材料劣化，显著提高电化学循环稳定性。采用这种特殊电解质，低钴、富镍LiNi_0.88Co_0.09Mn_0.03O₂(NCM88)正极表现出卓越的电化学性能，初始比容量为214 mAh g^-1，1000次循环后容量保持率高达88%。

图1不同电解液对电池性能的影响

更重要的是，这种电解液能够实现99.94%的平均库仑效率。双阴离子ILE与薄锂金属(50 μm)负极和高压正极材料的出色兼容性使锂金属电池能够实现超过560 Wh kg^-1的比能量，超过了采用液体电解液的锂金属电池的最新技术水平。

图2 原始和循环后NCM88电极的形态分析

Dual-anion ionic liquid electrolyte enables stable Ni-rich cathodes in lithium-metal batteries. Joule 2021. DOI: 10.1016/j.joule.2021.06.014

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