Solvation Engineering Enables High‐Voltage Lithium Ion and Metal Batteries Operating Under −50 and 80 °C

法拉第效率 阳极 电解质 材料科学 阴极 锂(药物) 石墨 溶剂化 溶剂 化学工程 无机化学 电极 化学 复合材料 有机化学 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Aoxuan Wang,Yuening Song,Zhengfei Zhao,Xi Li,Zhenglin Hu,Jiayan Luo
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (35) 被引量:42
标识
DOI:10.1002/adfm.202302503
摘要

Abstract Extreme temperatures (<‐20 °C or >50 °C) would seriously impair the performance of lithium batteries through deteriorating bulk ion transport and electrode interfaces. Here, a rational design of weak solvent and anti‐solvent combination is presented for wide‐temperature electrolytes. The weak solvent provides accelerated desolvation kinetics of Li+ around the anode region, while the anti‐solvent not only functions as an antifreeze agent for smooth ion migration at low temperatures but also interacts with the weak solvent to boost the formation of ionic aggregates. The weak and anti‐solvent electrolyte (WAE) exerts excellent compatibility with both lithium metal and graphite. Under −40 °C, Li anode delivers 98.5% Coulombic efficiency and graphite outputs capacity over 230 mAh g‐1. Lithium‐ion/metal batteries by pairing graphite anode with LiCoO2 cathode with a negative to positive capacity ratio of 0.75 can realize steady operation at −50 °C with an average coulombic efficiency of 99.9%. Lithium metal batteries with 4.2 mAh cm‐2 high LiCoO2 cathode loading and 50 µm thin lithium anode deliver 73.8% capacity output at −40 °C. Besides, the cells are stable up to 80 °C with an average coulombic efficiency of 99.7%. This research demonstrates a relatively loose Li+ solvation environment in WAE systems and provides wide‐temperature electrolyte for high‐performance lithium ion and metal batteries.
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
shang完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
田様的应助被吕峰采纳,获得10
1秒前
李靖国发布了新的文献求助10
1秒前
CodeCraft的应助被酷酷飞烟采纳,获得10
1秒前
MAXINRUI完成签到 ,获得积分10
1秒前
单洪宇发布了新的文献求助10
1秒前
zhao完成签到,获得积分10
1秒前
Yiyi完成签到,获得积分10
1秒前
Fzx发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
Ccc完成签到 ,获得积分10
4秒前
青戈发布了新的文献求助10
4秒前
7秒前
隐形曼青的应助被ovo采纳,获得10
7秒前
风之谷完成签到,获得积分10
7秒前
包bao发布了新的文献求助10
8秒前
李李李完成签到 ,获得积分10
8秒前
Hexazine发布了新的文献求助10
8秒前
extreme发布了新的文献求助30
11秒前
思源的应助被kunkun采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
研友_VZG7GZ的应助被不辣的皮特采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
风格的应助被ZWQ采纳,获得30
13秒前
15秒前
mq发布了新的文献求助10
15秒前
吕峰发布了新的文献求助10
16秒前
sangsang发布了新的文献求助10
17秒前
五五完成签到,获得积分10
17秒前
高高完成签到,获得积分10
17秒前
BAEKHYUNLUCKY发布了新的文献求助10
17秒前
青戈完成签到,获得积分10
18秒前
zomyi完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
19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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
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 8141207
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9541216
关于积分的说明 21644525
捐赠科研通 7725298
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421255
关于科研通互助平台的介绍 2546499
邀请新用户注册赠送积分活动 2463433