Integrated Solvation Chemistry Enables High Energy Li Metal Batteries

化学 溶剂化 溶剂 隐溶剂化 离子 金属 合理设计 纳米技术 溶剂化壳 反应性(心理学) 化学工程 组合化学 化学物理 计算化学 水溶液中的金属离子 溶剂效应 无机化学 化学稳定性 支撑电解质 质子溶剂 密度泛函理论 储能 动能 分子 电解质
作者
Yuntong Ma,Haikuo Zhang,Shihao Duan,Baochen Ma,Shuo‐Qing Zhang,Ling Lv,Long Chen,Tao Zhou,Yong Li,Rui Guo,Ruhong Li,Tao Deng,Xiulin Fan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (42): 38691-38699 被引量:6
标识
DOI:10.1021/jacs.5c13371
摘要

Rational electrolyte design for high-energy Li metal batteries (LMBs) demands the simultaneous suppression of solvent reactivity and the promotion of anion reduction. However, existing approaches often fall short due to inadequate control over the solvation structure, leading to excessive free solvent and anion species and continual side reactions. Here, we propose a solvation integration strategy that confines both solvent molecules and anions within the first solvation sheath, thereby minimizing their reactivity. As a proof of concept, we employ lithiophilic (trifluoromethoxy)fluorobenzene (TFMFB) to tune Li + solvation by enhancing the affinity of solvents toward Li +, ensuring favorable Li + kinetics. Simultaneously, lipophilic (trifluoromethyl)cyclohexane (FMCH) forms an outer-layer kinetic barrier that inhibits solvent/anion desolvation. This inner-lithiophilic and outer-lipophilic configuration creates synergistic confinement, significantly enhancing oxidation stability and enabling robust interfacial chemistry. As a result, an anode-free Cu∥LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 (NCM523) pouch cell utilizing the tailored solvation-integrated electrolyte (SIE) achieves 80% capacity retention after 120 cycles. Furthermore, the aggressive 10 Ah Li∥LiNi 0.9 Co 0.05 Mn 0.05 O 2 (NCM955) pouch cell with an ultralean electrolyte (1.1 g Ah –1 ) delivers an ultrahigh energy density of 568 Wh kg –1 . This solvation integration concept provides a promising guideline for the electrolyte design toward practical high-energy LMBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
jie完成签到,获得积分20
刚刚
1秒前
隐形曼青应助木又采纳,获得10
1秒前
yutou发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
3秒前
六神曲发布了新的文献求助10
3秒前
Mhj13810发布了新的文献求助10
4秒前
HRX发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
lkkk发布了新的文献求助10
4秒前
jie发布了新的文献求助40
5秒前
体贴的沂完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
7秒前
7秒前
tang发布了新的文献求助10
9秒前
幸福幸福完成签到 ,获得积分10
10秒前
xxxpeacey发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
体贴的沂发布了新的文献求助10
12秒前
请问哈完成签到,获得积分10
13秒前
倒霉孩子发布了新的文献求助10
14秒前
陶招完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Hajix应助积极的老鼠采纳,获得10
15秒前
lkkk完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
Wudifairy完成签到,获得积分10
19秒前
Tomma应助失眠凝雁采纳,获得10
22秒前
Flex完成签到,获得积分10
23秒前
yutou完成签到,获得积分10
26秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
28秒前
Rita应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
28秒前
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
煤炭地下气化渗流燃烧方法的研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7631614
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9206022
关于积分的说明 19743400
捐赠科研通 7200840
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3274629
关于科研通互助平台的介绍 2436554
邀请新用户注册赠送积分活动 2271249