浙大陆盈盈Nano Energy：双盐添加电解液使高压锂金属全电池具备快充能力

2023年11月2日下午2:19 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 5

采用锂金属负极和富镍正极的可充电池因其高能量密度而被认为是有前景的。然而，与锂枝晶生长和正极结构退化相关的电池故障严重阻碍了它们的实际应用，尤其是在高压或快速充电工作期间。

浙江大学陆盈盈等人通过调控溶剂化结构获得了一种由四氟硼酸锂(LiBF₄)和硝酸锂(LiNO₃)双盐添加剂组成的先进碳酸酯电解液。

研究发现LiBF₄添加剂不仅可以提高高压NCM811正极的稳定性，而且还可以通过其路易斯酸性辅助LiNO₃在碳酸酯电解液中溶解。独特的双盐添加剂化学可以协同作用，在正负极上建立坚固且高导电性的固体电解质界面，从而实现大块的锂金属沉积并有利于LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ (NCM811 )在4.4 V下的结构稳定性。

图1 锂负极的电化学性能

由此产生的快速界面动力学显著降低了电极过电位，并在5 C充电倍率(~10 mA cm^-2)下实现了185.6 mAh g^-1的超高容量。即使使用薄锂负极(45 µm)和高负载 NCM811正极 (2.4 mAh cm^-2) 进行250次循环后，全电池仍显示出80.3%的容量保持率。

图2 全电池的电化学性能

Dual-salt-additive Electrolyte Enables High-voltage Lithium Metal Full Batteries Capable of Fast-charging Ability. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106353

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