Fluorinated Deep Eutectic Gel Electrolytes for Sustainable Lithium Metal Batteries

化学 共晶体系 金属锂 电解质 锂(药物) 金属 无机化学 化学工程 有机化学 合金 物理化学 电极 医学 工程类 内分泌学
作者
Tongrui Zhang,Jiangtao Yu,Tianxing Lin,Y. F. Song,M. Li,Feng Yang,Libo Song,Ying Jiang,Weiwei Xie,Yong Lü,Tianfei Liu,Kai Zhang,Jun Chen
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (36): 32861-32872 被引量:5
标识
DOI:10.1021/jacs.5c08642
摘要

As an emerging class of eutectic mixtures, deep eutectic gel electrolytes (DEGEs) exhibit unique advantages in lithium metal batteries (LMBs), particularly due to their high ionic conductivity and tunable molecular interactions. However, it is challenging to realize high interfacial stability between DEGEs and lithium metal. We developed a series of DEGEs utilizing fluorinated amides, which leverage the electron-withdrawing effects of fluorine to precisely modulate the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy levels of amides and their binding affinities for Li+. A bidirectional screening criterion is proposed, integrating the LUMO energy levels of amides and the desolvation barriers of solvated Li+ ions. Among the tested amides, 2,2,2-trifluoro-N-methylacetamide (C═Oα3F) demonstrates the lowest LUMO energy level and desolvation energy barrier. The declined LUMO energy level facilitates the formation of a uniform and robust SEI layer enriched with LiF and Li3N. Meanwhile, the reduced Li+ desolvation energy barrier renders more anions to participate in the solvation process, and this synergistic solvent-anion-derived SEI mechanism further reinforces SEI stability. Additionally, the C═Oα3F-DEGE exhibits superior nonflammability and a high ionic conductivity of 1.24 mS cm-1. The enhanced properties enable the corresponding Li||Li symmetric battery to achieve stable cycling for over 9000 h and the Li||LiFePO4 battery counterpart to deliver an impressive lifespan of 2500 cycles with 81.7% capacity retention. These results underscore the advantages of C═Oα3F-DEGE over other fluorinated amide-based systems, providing new insights into the development of high-performance deep eutectic gel electrolytes.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
黎黎原上草完成签到,获得积分10
1秒前
水云发布了新的文献求助10
2秒前
迷路绮南完成签到 ,获得积分10
3秒前
dingtao发布了新的文献求助80
4秒前
又又完成签到 ,获得积分10
5秒前
yinyin完成签到 ,获得积分10
7秒前
王旭东完成签到 ,获得积分10
8秒前
南风完成签到 ,获得积分10
8秒前
splemeth完成签到,获得积分10
9秒前
无私的电灯胆完成签到,获得积分10
12秒前
朱朱完成签到 ,获得积分10
12秒前
ll完成签到 ,获得积分10
12秒前
坚强的铅笔完成签到 ,获得积分10
13秒前
資鼒完成签到 ,获得积分10
14秒前
。。完成签到 ,获得积分10
16秒前
sunnyqqz完成签到,获得积分10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
宜菏发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
吉以寒完成签到,获得积分10
24秒前
Gu0F1完成签到 ,获得积分10
25秒前
花卷完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
董老师完成签到 ,获得积分10
29秒前
123发布了新的文献求助10
31秒前
Rainlistener完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
36秒前
詹姆斯哈登完成签到,获得积分10
36秒前
DianaLee完成签到 ,获得积分10
39秒前
40秒前
40秒前
成为一只会科研的猫完成签到 ,获得积分10
41秒前
火星的雪完成签到 ,获得积分0
42秒前
fufufu123完成签到 ,获得积分10
42秒前
科研通AI6应助Davidjin采纳,获得10
43秒前
陈麦关注了科研通微信公众号
44秒前
淡然冬灵完成签到,获得积分10
44秒前
科研助理发布了新的文献求助10
45秒前
tangli完成签到 ,获得积分10
47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 Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5599922
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4685747
关于积分的说明 14838974
捐赠科研通 4674097
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538431
邀请新用户注册赠送积分活动 1505597
关于科研通互助平台的介绍 1471086