Angew.：局部高浓离子液体电解液使-20℃低温锂金属电池成为可能

锂金属是下一代高能量密度电池的一种有前景的负极材料，但它受到低剥离/沉积库伦效率和枝晶生长的影响，特别是在零下温度下。

图1 低温和离子传输性能

卡尔斯鲁厄理工学院Stefano Passerini等提出了一种不易燃、局部浓缩的离子液体电解液，其液相范围较宽，远低于0℃，可用于低温锂金属电池。具体而言，其由LiFSI、EmimFSI和1,2-二氟苯（dFBn）以1:2:2的摩尔比组成。

研究显示，它的全阴离子Li⁺溶剂化和相位纳米分离的溶液结构在低温下得以持续，再加上富含无机化合物的固体电解质界面相的形成，锂金属负极在-20℃和0.5mA cm^-2下实现无枝晶运行，库伦效率达到98.9%。

图2 半电池性能

此外，在-20℃下，所得电解液与高压LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）正极显示出高度的兼容性。因此，耦合薄锂金属负极（4 mAh cm^-2）和高负载NCA正极（10 mg cm^-2）的锂金属电池在-20℃下循环100次后，保持了70%的初始容量。这些结果，作为概念验证，证明了局部浓缩的离子液体电解液对低温锂金属电池的适用性。

图3 全电池性能

Locally Concentrated Ionic Liquid Electrolytes Enabling Low-Tem

​Angew.：局部高浓离子液体电解液使-20℃低温锂金属电池成为可能

相关推荐

Angew.：局部高浓离子液体电解液使-20℃低温锂金属电池成为可能