Activating ultra-low temperature Li-metal batteries by tetrahydrofuran-based localized saturated electrolyte

材料科学 四氢呋喃 溶剂化 电解质 金属 阳极 阴极 离解(化学) 化学工程 极化(电化学) 乙醚 无机化学 冶金 有机化学 物理化学 电极 化学 工程类 溶剂
作者
Yuansheng Lin,Zhanlin Yang,Xiangxin Zhang,Yongchuan Liu,Guolin Hu,Sujing Chen,Yining Zhang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:58: 184-194 被引量:35
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.03.026
摘要

For realizing the commercialization of Li-metal batteries (LMBs), the discharge-blocking obstacles under ultra-low temperatures must be conquered besides the long-term reversibility. Nevertheless, commercial carbonate-based electrolytes are not only incompatible with the aggressive Li anode, but also have poor fluidity at low temperatures. The prevailing chain-ether-based electrolyte designing tactics, such as the common-used DME, improve the affinity with Li metal to some extent, but the multiple Lewis-acid binding sites of chain ethers are not conducive to the de-solvation of Li+. Herein, for the first time, the cheap cyclic-type tetrahydrofuran (THF) with ultra-low melting point and weak solvating power is adopted for designing an original THF-based localized saturated electrolyte (Tb-LSCE), demonstrating excellent adaptability for low-temperature LMBs. Computational and experimental evidence verify the original solvated structure is modified via the addition of fluorinated antisolvent, further contributing to the Li+-THF de-solvation. Therefore, equipped with Tb-LSCE, the assembled Li-NCM523 cells achieve powerful anti-polarization capability at low temperatures (73.3% discharge capacity retention at -30 °C). Furthermore, the unique solvated sheath structure of Tb-LSCE also regulates the interfacial chemistry and uniformity of Li depositing behavior, highlighted by the outstanding reversibility of Li-Li cells (a long lifespan of exceeding 1600 h at 30 °C and 1100 h at -30 °C, respectively) and Li-NCM523 cells (80.7%, 160 cycles) even remarkably stable operation within 50 cycles (ultra-high cathode loading of 19.7 mg cm−2). This work outlines a cheap and effective electrolyte design solution to activate the potential LMBs under practical conditions, especially those operated under cryogenic environments.
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
Owen应助zhou采纳,获得10
1秒前
轻松的忆雪完成签到,获得积分10
2秒前
研友_850EYZ完成签到,获得积分10
2秒前
516165165发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
APS发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
范小小完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
完美世界应助大胆的琳采纳,获得10
8秒前
小申完成签到 ,获得积分10
8秒前
曼粒子完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
科研通AI2S应助楚雨荨采纳,获得10
11秒前
秦慧萍发布了新的文献求助10
12秒前
Hello应助yinhe028采纳,获得10
12秒前
WTF发布了新的文献求助10
12秒前
indigo发布了新的文献求助10
13秒前
jiejie发布了新的文献求助10
13秒前
KevinL完成签到,获得积分10
13秒前
fisher发布了新的文献求助20
13秒前
HeWang应助畅快从安采纳,获得100
14秒前
15秒前
16秒前
17秒前
苯环羟基发布了新的文献求助10
17秒前
big ben完成签到 ,获得积分10
18秒前
516165165完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
秦慧萍完成签到,获得积分10
20秒前
12214完成签到,获得积分10
20秒前
不吃糖完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
keyantong发布了新的文献求助30
21秒前
21秒前
Wellwell发布了新的文献求助10
23秒前
何以发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
文献狂人完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 800
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3774527
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3320282
关于积分的说明 10199345
捐赠科研通 3034932
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1665302
邀请新用户注册赠送积分活动 796802
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757570