在追求下一代超高能量密度Li-O2电池的过程中,开发一种在强氧化环境下稳定的电解质势在必行。N,N-二甲基乙酰胺(DMA)是一种公认的溶剂,以其对高活性还原氧物质的强大抵抗力而闻名,但由于其与锂金属阳极的兼容性差,其在Li-O2电池中的应用受到限制。
近日,中国科学院长春应用化学研究所Hong-Jie Zhang, Xin-Bo Zhang报道了将合理选择的氢氟醚稀释剂甲基九氟丁基醚(M3)引入到基于DMA的电解质中,以构建局部高浓度电解质。
文章要点
1)M3结构内稳定的–CH3和C–F键不仅可以增强电解质的基本特性,还可以增强其抵抗O2–和1O2攻击的能力。此外,M3稀释剂中存在的强吸电子基团(–F)可以促进与DMA溶剂中的给电子基团(–CH3)的配位。
2)这种分子间相互作用促进了Li+阴离子在少量M3添加的情况下更加有序地排列,从而形成了阴离子衍生的富含无机物的SEI,增强了锂阳极的稳定性。因此,采用DMA/M3电解质的Li-O2电池在30 °C(359th)和–10 °C(120th)下均表现出优异的循环性能。
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Dong-Yue Yang, et al, Stable Lithium Oxygen Batteries Enabled by Solvent-diluent Interaction in N,N-dimethylacetamide-based Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202403432
DOI: 10.1002/anie.202403432
https://doi.org/10.1002/anie.202403432