Revealing the Anion–Solvent Interaction for Ultralow Temperature Lithium Metal Batteries

溶剂化 电解质 溶剂 锂(药物) 电化学 离子液体 材料科学 酰亚胺 无机化学 离子 法拉第效率 化学 物理化学 有机化学 高分子化学 电极 催化作用 内分泌学 医学
作者
Feng Xu,Volodymyr Koverga,An Phan,Ai min Li,Nan Zhang,Minsung Baek,Chamithri Jayawardana,Brett L. Lucht,Anh T. Ngo,Chunsheng Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (7) 被引量:52
标识
DOI:10.1002/adma.202306462
摘要

Abstract Anion solvation in electrolytes can largely change the electrochemical performance of the electrolytes, yet has been rarely investigated. Herein, three anions of bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (TFSI), bis(fluorosulfonyl)imide (FSI), and derived asymmetric (fluorosulfonyl)(trifluoro‐methanesulfonyl)imide (FTFSI) are systematically examined in a weakly Li + cation solvating solvent of bis(3‐fluoropropyl)ether (BFPE). In‐situ liquid secondary ion mass spectrometry demonstrates that FTFSI − and FSI − anions are associated with BFPE solvent, while weak TFSI − /BFPE cluster signals are detected. Molecular modeling further reveals that the anion–solvent interaction is accompanied by the formation of H‐bonding‐like interactions. Anion solvation enhances the Li + cation transfer number and reduces the organic component in solid electrolyte interphase, which enhances the Li plating/stripping Coulombic efficiency at a low temperature of −30 °C from 42.4% in TFSI‐based electrolytes to 98.7% in 1.5 m LiFTFSI and 97.9% in LiFSI‐BFPE electrolytes. The anion–solvent interactions, especially asymmetric anion solvation also accelerate the Li + desolvation kinetics. The 1.5 m LiFTFSI‐BFPE electrolyte with strong anion–solvent interaction enables LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 (NMC811)||Li (20 µm) full cell with stable cyclability even under −40 °C, retaining over 92% of initial capacity (115 mAh g −1 , after 100 cycles). The anion–solvent interactions insights allow to rational design the electrolyte for lithium metal batteries and beyond to achieve high performance.
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
星空完成签到 ,获得积分10
1秒前
荣安安发布了新的文献求助10
2秒前
6秒前
6秒前
10秒前
khh完成签到 ,获得积分10
15秒前
明亮梦山完成签到 ,获得积分10
15秒前
荣安安完成签到,获得积分10
16秒前
失眠的安卉完成签到,获得积分10
18秒前
世界第一大庸医完成签到,获得积分10
27秒前
勤奋尔丝完成签到 ,获得积分10
28秒前
落落完成签到 ,获得积分0
34秒前
36秒前
37秒前
kumo完成签到 ,获得积分10
40秒前
xun发布了新的文献求助10
42秒前
yanmh完成签到,获得积分10
44秒前
tangchao完成签到,获得积分10
1分钟前
starleo完成签到,获得积分10
1分钟前
善学以致用应助落寞代桃采纳,获得10
1分钟前
别闹闹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
白枫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
pterionGao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
KrisTina完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
ksak607155发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
婉莹完成签到 ,获得积分0
1分钟前
落寞代桃发布了新的文献求助10
1分钟前
lili完成签到 ,获得积分10
1分钟前
由由完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yinyin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
STH完成签到 ,获得积分10
1分钟前
文静灵阳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
风格完成签到,获得积分10
1分钟前
lixuan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
美满的小蘑菇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
七七完成签到 ,获得积分10
2分钟前
遇见完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780879
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3326359
关于积分的说明 10226699
捐赠科研通 3041539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669502
邀请新用户注册赠送积分活动 799081
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758732