支春义团队最新Matter：1116 Wh/kg高能量密度Li-Cl2电池！

2024年4月21日上午8:45 • 顶刊解读

第一作者：Pei Li

通讯作者：李新亮, 支春义

通讯单位：香港城市大学，郑州大学

论文速览

随着电动汽车和可再生能源的快速发展，对能量存储的需求日益增长。本文提出了一种新的策略，通过利用共晶效应在有机锂离子电解质中提高Cl^–离子的溶解度。

通过将一系列N-/P中心的氯化盐与双(三氟甲磺酰基)亚胺锂(LiTFSI)按特定比例混合，成功开发出高浓度Cl^–电解质。这种电解质不仅提供了充足的“Cl源”以支持Cl^0/^–的氧化还原反应，还避免了在放电过程中在阴极上形成惰性的LiCl膜，从而实现了快速的动力学和高可逆性。

基于优化的Cl^–浓度，使用I₂作为化学固定剂的Li-Cl₂电池能够实现三电子转移，具有702 mAh g^-1的比容量和1,116 Wh kg^-1的高能量密度。

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图文导读

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图1：有机电解液中Cl^–溶解的挑战。

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图2：共晶效应促进Cl^–在有机电解液中的溶解。

图3：共晶电解质的特性表征。

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图4：Cl^–浓度对Cl诱导的氧化还原反应的影响。

图5：高浓度Cl^–电解液的高能量密度Li-Cl₂电池。

总结展望

本研究通过共晶效应策略，成功在有机电解质中实现了高浓度Cl^–离子，为开发高能量密度的Li-Cl₂电池提供了新的平台。

实验结果表明，优化的Cl^–浓度能够显著提高电池的性能，包括比容量、能量密度以及循环稳定性。

这项工作不仅为锂氯电池的发展提供了重要的实验数据，也为未来寻找新的高浓度电解质提供了理论基础和实验指导。

文献信息

标题：Achieving high-concentration Cl^– ions in non-aqueous electrolytes for high-energy-density Li-Cl₂ batteries

期刊：Matter