Solvation Structure with Enhanced Anionic Coordination for Stable Anodes in Lithium‐Oxygen Batteries

阳极 溶剂化 锂(药物) 化学 氧气 无机化学 化学工程 材料科学 离子 有机化学 物理化学 电极 心理学 精神科 工程类
作者
Yaohui Huang,Jiarun Geng,Zhuoliang Jiang,Meng Ren,Bo Wen,Jun Chen,Fujun Li
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (30): e202306236-e202306236 被引量:84
标识
DOI:10.1002/anie.202306236
摘要

Li-O2 batteries have garnered much attention due to their high theoretical energy density. However, the irreversible lithium plating/stripping on the anode limits their performance, which has been paid little attention. Herein, a solvation-regulated strategy for stable lithium anodes in tetraethylene glycol dimethyl ether (G4) based electrolyte is attempted in Li-O2 batteries. Trifluoroacetate anions (TFA- ) with strong Li+ affinity are incorporated into the lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiTFSI)/G4 electrolyte to attenuate the Li+ -G4 interaction and form anion-dominant solvates. The bisalt electrolyte with 0.5 M LiTFA and 0.5 M LiTFSI mitigates G4 decomposition and induces an inorganic-rich solid electrolyte interphase (SEI). This contributes to decreased desolvation energy barrier from 58.20 to 46.31 kJ mol-1 , compared with 1.0 M LiTFSI/G4, for facile interfacial Li+ diffusion and high efficiency. It yields extended lifespan of 120 cycles in Li-O2 battery with a limited Li anode (7 mAh cm-2 ). This work gains comprehensive insights into rational electrolyte design for Li-O2 batteries.
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