有机光电与能源高分子团队在调控锂金属电池局部高浓度电解液方面取得重要研究进展
发布日期：2025-01-04 15:15 点击次数：136
近日，应用物理与材料学院有机光电与能源高分子团队的邓魁荣副教授与山东农业大学的杨凯教授以及南开大学的严振华教授合作，在锂金属电池局部高浓度电解液方面取得重要研究进展，该成果发表在国际权威学术期刊Angewandte
Chemie International Edition上，其中五邑大学为第一单位，邓魁荣副教授为通讯作者，21级研究生何冉为第一作者。成果简介：由高比容量锂金属负极和高压富镍正极组成的锂金属电池具有高理论能量密度(~500
Wh
kg−1)，是下一代二次电池的理想选择。然而传统易燃碳酸酯电解液与锂金属负极相容性较差，存在SEI膜稳定性差、锂枝晶生长、库伦效率低、循环性能差和金属锂的持续腐蚀等问题。此外，碳酸酯电解液的电化学窗口较低(<
4.5V)，与高压正极的相容性较差。电解液在电极/电解质界面的形成和界面稳定性中起着关键作用，其组成优化已被证明是实现高界面稳定性和长寿命的有效策略。因此，亟需开发与锂金属负极和高压正极具有良好相容性的阻燃电解液。该研究工作采用具有高LiF生成活性的1,2-二氟苯(DFB)作为活性稀释剂来调控以阻燃的二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂的局部高浓度电解液(LHCE-DFB)。相比于常规局部高浓度电解液易燃醚类和碳酸酯溶剂，DMAC具有廉价、良好阻燃性能的优点，DMAC有效提高了LHCE-DFB的阻燃性能。
相比于局部高浓度电解液广泛使用的电化学惰性氢氟醚类稀释剂，DFB具有低粘度、低密度、低成本、低LUMO和高LiF生成活性的优点。DFB能够与双氟磺酰亚胺(FSI-)阴离子协同构建坚固的富含LiF固体电解质界面膜(SEI)和正极电解质界面膜(CEI)，有效地阻止了DMAC与锂金属负极的反应，增强了LHCE-DFB与锂金属负极和NCM811正极的界面稳定性。使用LHCE-DFB组装的NCM811