Stable Harsh-Temperature Lithium Metal Batteries Enabled by Tailoring Solvation Structure in Ether Electrolytes

电解质 法拉第效率 阳极 材料科学 溶剂化 锂(药物) 阴极 化学工程 热稳定性 电化学 溶剂 化学 电极 有机化学 物理化学 工程类 医学 内分泌学
作者
Yongchuan Liu,Yuansheng Lin,Zhanlin Yang,Changxin Lin,Xiangxin Zhang,Sujing Chen,Guolin Hu,Baisheng Sa,Yuanqiang Chen,Yining Zhang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (20): 19625-19639 被引量:69
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c01895
摘要

For lithium metal batteries (LMBs), the elevated operating temperature results in severe capacity fading and safety issues due to unstable electrode-electrolyte interphases and electrolyte solvation structures. Therefore, it is crucial to construct advanced electrolytes capable of tolerating harsh environments to ensure stable LMBs. Here, we proposed a stable localized high-concentration electrolyte (LHCE) by introducing the highly solvating power solvent diethylene glycol dimethyl ether (DGDME). Computational and experimental evidence discloses that the original DGDME-LHCE shows favorable features for high-temperature LMBs, including high Li+-binding stability, electro-oxidation resistance, thermal stability, and nonflammability. The tailored solvated sheath structure achieves the preferred decomposition of anions, inducing the stable (cathode and Li anode)/interphases simultaneously, which enables a homogeneous Li plating-stripping behavior on the anode side and a high-voltage tolerance on the cathode side. For the Li||Li cells coupled with DGDME-LHCE, they showcase outstanding reversibility (a long lifespan of exceeding 1900 h). We demonstrate exceptional cyclic stability (∼95.59%, 250 cycles), high Coulombic efficiency (>99.88%), and impressive high-voltage (4.5 V) and high-temperature (60 °C) performances in Li||NCM523 cells using DGDME-LHCE. Our advances shed light on an encouraging ether electrolyte tactic for the Li-metal batteries confronted with stringent high-temperature challenges.
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
刚刚
yuliuism发布了新的文献求助10
刚刚
大个应助有点意思采纳,获得10
刚刚
bkagyin应助火星上早晨采纳,获得10
刚刚
MINGXING发布了新的文献求助10
1秒前
gh应助怪兽采纳,获得10
1秒前
二十一日发布了新的文献求助10
1秒前
NexusExplorer应助星辰采纳,获得30
2秒前
Meishi发布了新的文献求助10
2秒前
Timeflies发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Owen应助细腻靖易采纳,获得10
3秒前
漪涙应助ZovF1314采纳,获得10
4秒前
Lin发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
火星上的天亦应助ak24765采纳,获得10
5秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
6秒前
谓风完成签到,获得积分10
7秒前
11发布了新的文献求助10
7秒前
桐桐应助乐观千凝采纳,获得10
7秒前
Vaibhav完成签到,获得积分10
7秒前
MINGXING完成签到,获得积分10
8秒前
该吃饭了完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
dmm发布了新的文献求助80
9秒前
9秒前
10秒前
发顺丰发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
搜集达人应助ll采纳,获得10
11秒前
11秒前
152455完成签到 ,获得积分10
11秒前
斯文败类应助正直黑夜采纳,获得10
12秒前
11发布了新的文献求助10
12秒前
三金完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
13秒前
小陈完成签到,获得积分10
13秒前
Lucas应助段智瀚采纳,获得10
13秒前
星辰发布了新的文献求助30
14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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6438993
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253083
关于积分的说明 17564402
捐赠科研通 5497197
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899192
邀请新用户注册赠送积分活动 1875829
关于科研通互助平台的介绍 1716551