Anion-Containing Solvation Structure Reconfiguration Enables Wide-Temperature Electrolyte for High-Energy-Density Lithium-Metal Batteries

电解质 溶剂化 材料科学 锂(药物) 电化学 阴极 溶解 化学工程 溶剂 无机化学 化学 物理化学 有机化学 电极 内分泌学 工程类 医学
作者
Silan Kuang,Haiming Hua,Pengbin Lai,Jialin Li,Xiaodie Deng,Yang Yang,Jinbao Zhao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (16): 19056-19066 被引量:38
标识
DOI:10.1021/acsami.2c02221
摘要

The demand for high-energy-density lithium batteries (LBs) that work under a wide temperature range (-40 to 60 °C) has been increasing recently. However, the conventional lithium hexafluorophosphate (LiPF6)-based ester electrolyte with a solvent-based solvation structure has limited the practical application of LBs under extreme temperature conditions. In this work, a novel localized high-concentration electrolyte (LHCE) system is designed to achieve the anion-containing solvation structure with less free solvent molecules using lithium difluorophosphate (LiPO2F2) as a lithium salt, which enables wide-temperature electrolyte for LBs. The optimized solvation structure contributes to the cathode-electrolyte interface (CEI) with abundant LiF and P-O components on the surface of the LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523) cathode, effectively inhibiting the decomposition of electrolyte and the dissolution of transition-metal ions (TMIs). Moreover, the weakened Li+-dipole interaction is also beneficial to the desolvation process. Therefore, the 4.3 V Li||NCM523 cell using the modified electrolyte maintains a high capacity retention of 81.0% after 200 cycles under 60 °C. Meanwhile, a considerable capacity of 70.9 mAh g-1 (42.0% of that at room temperature) can be released at an extremely low temperature of -60 °C. This modified electrolyte dramatically enhances the electrochemical stability of NCM523 cells by regulating the solvation structure, providing guidelines for designing a multifunctional electrolyte that works under a wide temperature range.
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
科目三应助迅速的蜗牛采纳,获得10
1秒前
1秒前
小鱼仔发布了新的文献求助10
2秒前
imcwj完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
Li发布了新的文献求助40
4秒前
深情安青应助桃子采纳,获得10
4秒前
andy0113发布了新的文献求助10
4秒前
今天发布了新的文献求助10
4秒前
66关闭了66文献求助
5秒前
bow完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
顾矜应助LL采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
zzs完成签到,获得积分10
7秒前
淡然冬灵发布了新的文献求助10
7秒前
洛廖琉完成签到,获得积分10
8秒前
菜菜mm发布了新的文献求助10
8秒前
Goooood完成签到,获得积分20
10秒前
李盛凯发布了新的文献求助30
10秒前
hikari6667完成签到,获得积分10
10秒前
Author完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
谢尔顿完成签到,获得积分10
12秒前
dai发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
wendy.lv发布了新的文献求助10
13秒前
菜菜mm完成签到,获得积分10
14秒前
嗯对发布了新的文献求助10
15秒前
小鱼仔完成签到,获得积分10
15秒前
NexusExplorer应助JiaY采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
乐乐应助andy0113采纳,获得10
16秒前
16秒前
科研通AI6.4应助隐形静芙采纳,获得10
16秒前
17秒前
17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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7718790
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9272670
关于积分的说明 20093154
捐赠科研通 7294620
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3299547
关于科研通互助平台的介绍 2453387
邀请新用户注册赠送积分活动 2306840