较差的锂金属相容性和电解质氧化稳定性阻碍了用于高压锂金属电池的酯基电解质发展。清华大学Zhang Qiang、四川大学Zhang Yun提出了一种准局域高浓度电解质(q-LHCE),即通过用溶剂化能力较弱的氟化类似物(氟碳酸亚乙酯(FEC)、2,2,2-三氟乙基甲基碳酸酯(FEMC))部分取代传统LiPF6基碳酸电解质中的溶剂。
本文要点:
1) q-LHCE能够形成富含阴离子的溶剂化鞘,其功能类似于LHCE。作者通过使用这种优化的电解质,在阴极和阳极上都实现了无机主导的固体电解质界面,从而导致均匀的Li沉积,进而抑制了电解质分解和阴极劣化。因此,含有q-LHCE的Li|LiCoO2电池可以在4.5 V下稳定循环运行,并同时限制锂的消耗。
2) 在4.5V下的安培小时级石墨|LiCoO2软包电池和在5.0V下具有优异容量保持特性的Li|LiNi0.5Mn1.5O4电池进一步验证了q-LHCE的有效性。对老式碳酸盐电解质的改进有助于实现高压电池系统。
Wenlong Cai et.al Quasi-Localized High-Concentration Electrolytes for High-Voltage Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202301396