Conformational Engineering of Solvent Molecules for High‐Voltage and Fast‐Charging Lithium Metal Batteries

金属锂 锂(药物) 溶剂 分子 金属 化学 材料科学 组合化学 纳米技术 有机化学 电极 物理化学 阳极 医学 内分泌学
作者
Borui Yang,Yuankun Wang,Ruixin Zheng,Wei Yang,Yuanjian Li,Ting Li,Kun Li,Anjun Hu,Jianping Long,S. Y. Ding
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:137 (33) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/ange.202508486
摘要

Abstract High‐voltage and fast‐charging lithium metal batteries (LMBs) are crucial for overcoming electric vehicle range and charging limitations. However, conventional carbonate electrolytes face intrinsic limitations in simultaneously achieving compatibility with high‐voltage cathodes and lithium metal anodes. These limitations arise from sluggish Li + transport kinetics and parasitic side reactions, both largely driven by excessive Li + solvation energy inherent to carbonates. To address these challenges, we propose a conformational engineering strategy of fluorinated solvent molecules by developing a 2,2,3,3,4,4‐hexafluoropentanedioic·anhydride (HFPA)‐derived electrolyte (HFPE). The chair conformation of HFPA synergizes with its high F/C ratio to establish a low‐polarity solvation environment, effectively reducing desolvation energy barriers. In addition, the HFPA‐induced ligand preference for anion aggregation contributes to the formation of anion‐rich dissolved sheaths while stabilizing the electrode–electrolyte interphases. The engineered HFPE demonstrates accelerated interfacial ion transport kinetics with an enhanced Li + transference number of 0.64. When paired with LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 cathodes under stringent operating conditions (4.5 V cut‐off voltage, 10 C‐rate), HFPE‐enabled cells exhibit exceptional cycling stability. Notably, industrial‐scale 5.6 Ah lithium metal pouch cells employing HFPE maintain stable operation at 4.5 V, underscoring the practical viability of this conformation modulation approach. This work establishes a paradigm‐shifting strategy for next‐generation electrolyte design in practical high‐energy‐density 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
sikh的应助被飘落的记忆采纳,获得10
刚刚
刚刚
Edith666666完成签到 ,获得积分10
2秒前
石头发布了新的文献求助10
3秒前
avalon发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
bailout完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
橙子发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
资紫丝完成签到,获得积分10
7秒前
coyi完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
鸢尾绘画发布了新的文献求助10
9秒前
Xuejiaolv完成签到,获得积分10
10秒前
seasound发布了新的文献求助10
10秒前
Jeffny完成签到,获得积分10
10秒前
334niubi666完成签到 ,获得积分0
11秒前
11秒前
Xiaosi完成签到,获得积分10
12秒前
魔修222发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
mw完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
雨梦迟歌发布了新的文献求助10
13秒前
石头完成签到,获得积分10
13秒前
gentlewen发布了新的文献求助20
14秒前
酷炫忆梅发布了新的文献求助20
15秒前
yyy完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
totoro完成签到,获得积分10
16秒前
星辰大海的应助被同心源采纳,获得10
17秒前
充电宝的应助被stella采纳,获得10
18秒前
追寻书雁发布了新的文献求助30
18秒前
avalon发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Deformation and Fracture of the Lumbar Vertebral End Plate 500
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7803332
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9337421
关于积分的说明 20485971
捐赠科研通 7395283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3327060
关于科研通互助平台的介绍 2474181
邀请新用户注册赠送积分活动 2345294