Synergistic dipole and pseudo-hydrogen bonding in phosphate electrolytes for stable elevated temperature lithium batteries

电解质 磷酸三甲酯 溶剂化 化学 热失控 无机化学 相间 热分解 锂(药物) 阴极 阳极 溶剂 化学工程 离解(化学) 金属 热稳定性 材料科学 磷酸盐 磷酸铁锂 玻璃化转变 分解 过电位 过渡金属 蒸汽压 沸点
作者
Chengcheng Tao,Zhiqiang Han,Yin Shen,Yike He,Yuting Wang,Gen Li,Bo Zhao,Mingshan Wang,Michael Zaiser,Xing Li
出处
期刊:Energy materials [OAE Publishing Inc.]
卷期号:6 (9)
标识
DOI:10.20517/energymater.2026.123
摘要

Tributyl phosphate (TBP) is regarded as a potential solvent for elevated temperature lithium metal batteries due to its high boiling point, low vapor pressure and excellent thermal stability. However, the strong interaction between the polar P=O groups of phosphate and Li+ slows down Li+ kinetics, and the vigorous reductive decomposition of phosphate ester compounds on the anode leads to an unstable and fragile solid electrolyte interphase (SEI), resulting in poor cycling stability at elevated temperatures. Herein, an electrolyte system that employs functionalized ethoxylated (pentafluoro)cyclotriphosphazene (PFPN) and TBP establishes a dipole/pseudo-hydrogen bond synergistic solvation relationship to resolve the strong coordination between TBP and Li+ and the resulting SEI instability. Specifically, the synergistic dipole-dipole interactions between the N-P ring (δ+P) of PFPN and the P=O group (δ-O) of TBP, combined with pseudo-hydrogen bonds between δ-F of PFPN and δ+H of TBP alkyl chains, generate a drag effect that weakens Li+-TBP coordination, thereby enhancing Li+ transport kinetics. Moreover, the low lowest unoccupied molecular orbital level of PFPN enables its preferential decomposition on the anode, which cooperates with the FSI--rich inner solvation sheath to construct a robust =P-N/LiF-rich SEI and cathode electrolyte interphase (CEI), effectively suppressing side reactions between TBP and the Li metal anode. Consequently, the NCM811||Li cells using the electrolytes deliver outstanding rate capability and stable long-term cycling at 60 °C. In addition, the Ah-level Li||NCM811 pouch cell shows excellent safety, characterized by no ignition upon nail penetration at full charge and a high thermal runaway onset of 224 °C from accelerating rate calorimetry testing.
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
完美谷秋完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
myz完成签到,获得积分10
刚刚
南洋完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
3秒前
小王发布了新的文献求助10
3秒前
zombie关注了科研通微信公众号
4秒前
夏夜完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
7秒前
真睡不醒完成签到 ,获得积分10
8秒前
yumu发布了新的文献求助10
9秒前
懒鱼发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Xiho完成签到 ,获得积分10
9秒前
明月花开发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
情怀的应助被zoe采纳,获得10
9秒前
韩德胜完成签到 ,获得积分10
12秒前
动人的发布了新的文献求助30
12秒前
14秒前
15秒前
lyz发布了新的文献求助10
15秒前
Yyh完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
可爱的函函的应助被江东采纳,获得10
16秒前
ww关注了科研通微信公众号
16秒前
16秒前
17秒前
x跳完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
花花发布了新的文献求助10
18秒前
zrkkk完成签到,获得积分10
19秒前
qsy111发布了新的文献求助10
20秒前
张美华完成签到 ,获得积分10
20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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Experimentelle und numerische Modellierung des dynamischen Trag- und Verformungsverhaltens von hochflexiblen Schutzsystemen gegen Steinschlag 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8148008
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9545903
关于积分的说明 21671919
捐赠科研通 7735023
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423743
关于科研通互助平台的介绍 2548683
邀请新用户注册赠送积分活动 2466682