High voltage and robust lithium metal battery enabled by highly-fluorinated interphases

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作者
Wenna Zhang,Yaqing Guo,Tong Yang,Yuhan Wang,Xirui Kong,Xiaobin Liao,Yan Zhao
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:51: 317-326 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.07.003
摘要

The growth of dendrites and the parasitic reactions on Li metal anodes plague the practical applications of Li metal batteries (LMBs). Herein, we report a novel all-fluorinated electrolyte, named as FFH, for LMBs. The FFH all-fluorinated electrolyte can form a robust and stable LiF-enriched interphase for ameliorating the dendrite growth and realizing high-voltage operations. The assembled battery has achieved a high cycling stability for more than 1000 h with a desirable Coulombic efficiency of 97.1% for Li-metal plating/stripping. Furthermore, the FFH all-fluorinated electrolyte is highly compatible with Ni-rich cathodes, including NCM811 (Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2) and Ni92 (Li[Ni0.92Co0.04Mn0.04]O2), as evidenced by a CE of ∼99.8% for the Li||NCM811 cell and 99.9% for the Li||Ni92 cell (4.5 V). In addition, the Li||Ni92 cell with the FFH all-fluorinated electrolyte shows a surprising cycling stability (68% capacity retention at the 500th cycle) and high Coulombic efficiency (∼99.8% after 500 cycles) at 1 C under 5 V. The FFH electrolyte developed in this work provides an effective strategy for the safe operation of high-performance LMBs.
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