Single-solvent ionic liquid strategy achieving wide-temperature and ultra-high cut-off voltage for lithium metal batteries

材料科学 离子液体 电解质 锂(药物) 电化学 法拉第效率 酰亚胺 化学工程 无机化学 高分子化学 电极 有机化学 催化作用 物理化学 医学 工程类 内分泌学 化学
作者
Chaocang Weng,Liang Ma,Bingfang Wang,Fanyue Meng,Jia-Qi Yang,Yingying Ji,Botian Liu,Wenjie Mai,Sumei Huang,Likun Pan,Jinliang Li
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:71: 103584-103584 被引量:22
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103584
摘要

Bis(trifluoromethanesulfonyl)imide-based ionic liquid (IL) electrolytes hold the promise of achieving higher voltage (>5 V), wider temperature range (>80 °C), and non-flammability in lithium metal batteries (LMBs). However, its fatal Li compatibility severely restricts the battery's cycling lifespan. In this work, we propose a novel single-solvent dual anion ionic liquid electrolyte (HCILE) composed of lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI) and 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (EMIMTFSI), which exhibits an exceptionally elevated oxidation potential of 5.4 V and maintains a thermal stability up to 250 °C. The dual anion (FSI− and TFSI−) in TFSI based-IL electrolyte synergistically constructs a robust solid electrolyte interphase, enabling dendrite-free Li deposition and reversible cathodic electrochemistry. The Li//Li cells with HCILE achieve reversible Li plating/stripping for 1900 h at 0.5 mA cm−2/0.5 mAh cm−2, significantly surpassing the previously reported TFSI-based IL electrolytes. Additionally, paired Li//LiFePO4 cells maintain a specific capacity of 143 mAh g−1 with a high average Coulombic efficiency of 99 % after 300 cycles at 1 C under high voltages range of 2.5–4.95 V. Even at 80 °C, our LMBs with HCILE also exhibit excellent stability. We believe that our work opens up new possibilities for the design of high-voltage with wide-temperature electrolytes in energy storage systems.
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
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
xuejingling应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
Xcentimeter完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
666完成签到,获得积分10
2秒前
积极亦寒发布了新的文献求助20
3秒前
梦回唐朝发布了新的文献求助10
3秒前
可积发布了新的文献求助10
4秒前
jiajia应助jacob258采纳,获得10
4秒前
mojomars发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
搜集达人应助饱满的沛山采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
Lucas应助纯真惜萱采纳,获得10
6秒前
打打应助Ali990323采纳,获得10
7秒前
COCO发布了新的文献求助20
8秒前
9秒前
9秒前
大模型应助xh采纳,获得10
9秒前
9秒前
李Qq发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
顺心千风发布了新的文献求助10
11秒前
华仔应助SSC采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
123发布了新的文献求助10
12秒前
CodeCraft应助怡然的凌兰采纳,获得10
12秒前
CodeCraft应助漂亮的雨琴采纳,获得10
13秒前
13秒前
15秒前
满果妈妈完成签到,获得积分10
15秒前
机灵盼旋发布了新的文献求助20
15秒前
秤子发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7555410
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9137893
关于积分的说明 19531200
捐赠科研通 7146529
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3261055
关于科研通互助平台的介绍 2427473
邀请新用户注册赠送积分活动 2250184