王春生教授，最新AFM！

在锂负极上形成的疏水性无机固体电解质界面相（SEI）和在正极上形成的正极电解质界面相（CEI）对高压锂金属电池是有益的。然而，在大多数液态电解液中，有机溶剂的分解不可避免地在SEI和CEI中形成有机成分。此外，由于有机溶剂的高挥发性和易燃性，往往会带来巨大的安全风险。

图1 CsTFSI和LCsL10的电导率

马里兰大学王春生、Singyuk Hou等报告了一种基于低熔点碱性全氟磺酰亚胺盐的无有机溶剂共晶电解质（45 wt.% LiFSI、45 wt.% CsTFSI、10 wt.% LiTFSI，表示为LCsL10），作为高温锂金属电池的安全电解质。在没有有机溶剂的情况下，锂表面的SEI完全来自于全氟化磺酰亚胺阴离子，因此富含坚固而稳定的LiF。这样的SEI能有效地适应锂负极在循环过程中的大量体积变化，并抑制锂枝晶以及不需要的副反应，即使是在高温下。

值得注意的是，与以前报道的熔盐电解质相比，LCsL10具有更高的锂含量，因此具有更高的锂转移数（80℃时t_Li=0.52），所以它在充/放电过程中不容易发生浓度极化，有望在实用电流和面容量上具有更好的工作能力。

图2 80℃下的铜||锂电池的电化学性能

作为概念验证，作者证明了在80℃下，LCsL10可支持在0.5 mA cm^-2和1.0 mAh cm^-2条件下超过150次循环的平均锂沉积/剥离库仑效率（CE）为99.4%，并使LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）||Li全电池（2.0 mAh cm^-2，N/P = 2）达到200次的循环寿命。这是关于采用富镍层状氧化物正极的锂金属电池的熔盐电解质的首份报告, 对超安全和高能量的锂金属电池很有希望。

图3 全电池的电化学性能

Solvent-Free Electrolyte for High-Temperature Rechargeable Lithium Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202301177

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