Yuescope助力天津大學科研：合理的分子工程通過電子重構向穩健的雙電極/電解質間相的高性能鋰金屬電池

【概要描述】高能密度鋰?金屬電池(LMBs)耦合鋰?金屬陽極和高壓陰極受到不穩定的電極/電解質的阻礙間相(EEIs)，這要求合理設計有效的添加劑。

分類：應用案例
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來源：Yuescope顯微鏡
發布時間：2024-06-24 09:25
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摘要

高能密度鋰−金屬電池(LMBs)耦合鋰−金屬陽極和高壓陰極受到不穩定的電極/電解質的阻礙間相(EEIs)，這要求合理設計有效的添加劑。在此，我們分析了電子結構對電子協調能力和能級的影響添加劑，從分子內電子云密度和電子的方面離域，揭示其溶劑化結構，氧化還原穩定性，如-形成了EEI的化學性質和電化學性能。此外，我們提出了一個添加劑分子工程中的電子重構策略以硝酸山梨酯(SN)添加劑為例。孤對富電子基團使與鋰離子的強相互作用調節溶劑化結構和分子內電子離域化產生進一步的正協同效應。強電子吸收硝酸鹽基團降低了醚基物質的電子云密度骨干，提高整體氧化穩定性和陰極相容性，錨定其作為一個可靠的陰極/電解質界面(CEI)框架，以確保陰極的完整性。反過來，供電子雙環-醚主鏈破壞了硝酸鹽固有的共振結構，促進其還原形成N-含無機鋰2富O固體電解質界面(SEI)均勻沉積。優化的物理化學性能和界面雙親和性可以顯著提高電化學性能。高速率(10 C)，低速率溫度(−25oC)和長期穩定性(2700 h)，并獲得了4.5 Ah水平的Li||NCM811多層袋細胞在惡劣條件下實現了高能量密度(462 W h/kg)。

　　這項工作的概念證明強調了這一點基于電子結構調控的合理巧妙的分子設計代表了一種能量調控的策略電解質和間相穩定性，為電解質的創新和實用的lmb提供了現實的參考。