清华大学刘凯团队Nature Energy:非对称性锂盐助力锂金属电池快速充放电性能

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电解液工程策略构建稳定固体电解质间相（SEI）是有效提高锂金属电池（LMBs）循环性能的重要途径。然而，当前研究大多聚焦于醚类、氟化溶剂、高浓/局部高浓电解液，较少研究关注商业碳酸酯电解液在LMBs电化学性能方面的改进，这使得碳酸酯电解液在LMBs领域中的发展进程十分缓慢。因此，探究如何提高锂金属负极与商业碳酸酯电解液的兼容性具有重要意义。

清华大学化工系刘凯教授团队设计合成一种非对称结构锂盐并将其用于碳酸酯电解液，实现商业碳酸酯基电解液中LMBs的长期循环稳定性与快速充放电性能。 相关研究工作以“Designing an asymmetric ether-like lithium salt to enable fast-cycling high-energy lithium metal batteries”为题发表在国际顶级期刊Nature Energy上。该工作的第一作者为Yingchun Xia（夏迎春）博士后。 同期， Nature Energy 邀请韩国科学技术院的 Hee-Tak Kim 教授以 “ Leaching organics from the interphase” 为题， 撰专文对此工作进行了点评（ Nature Energy news & views ）。

本文亮点

1.该工作设计合成的非对称性锂盐（LiFEA）拥有类冠醚状的分子折叠结构，具有高偶极、高给体数（DN）、助溶某些特定有机/无机物和高Li+迁移数（tLi+）等独特理化性质。

2.当LiFEA为单一添加剂或与LiNO3添加剂联用时，构建的商业碳酸酯基电解液具有快速充放电性能与SEI自清洁作用机制，有效改善商业碳酸酯电解液在大电流密度条件下与锂负极不兼容的问题。

3.在快速循环条件下（充电：1.46 mA/cm2，放电：3.66 mA/cm2），软包电池在100次循环后的容量保持率为81%。

4.该工作为理解锂盐的分子结构、物理化学性质和电化学性能之间的联系提供了深入见解。

图文解析

1.分子设计与表征

对称结构的商业化锂盐（如LiPF6和LiTFSI）具有较高的离子电导率与较低的tLi+（通常tLi+ /阅读下一篇/ 返回网易首页 下载网易新闻客户端