Nat. Energy：基于Li2O牺牲剂的高能量密度、长寿命无负极锂电池

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Nat. Energy：基于Li2O牺牲剂的高能量密度、长寿命无负极锂电池

与传统锂离子电池相比，无负极锂电池在能量密度和安全性方面都具有显著的优势。然而，实现高锂可逆性具有挑战性，特别是考虑到电池结构中有限的锂储量（通常为零锂过量）。

日本产业技术综合研究所周豪慎教授在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极上引入了Li₂O作为预载牺牲剂，提供额外的Li源以抵消初始无负极电池长期循环过程中的不可逆Li损失。

研究亮点1

采用原位光谱证明了Li₂O在预充电过程中的不可逆分解，并且可以将Li离子沉积在裸铜负极上，以抵消Li在循环过程中的潜在损失。此外，还同时引入了氟丙醚添加剂来中和亲核O²⁻ (在Li₂O氧化过程中释放）并阻止气态O₂的进一步演化，这导致在正极/电解质界面处形成LiF基层，从而钝化正极表面并抑制醚类溶剂的有害氧化分解，有效地扩展了醚类电解质的氧化稳定性窗口。

研究亮点2

得益于Li₂O牺牲剂与氟化添加剂的协同作用，实现了长寿命2.46 Ah初始无负极软包电池，其重量能量密度为320 Wh kg^–1，体积能量密度为850 Wh L^-1，并在循环300次后仍保持80%的容量。

图1 初始预充电过程中NCM@Li₂O正极的表征

图2 软包电池性能

A high-energy-density and long-life initial-anode-free lithium battery enabled by a Li₂O sacrificial agent. Nature Energy 2021 DOI: 10.1038/s41560-021-00839-0.

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