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:54
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
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
甜甜灵槐完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
失眠的向日葵完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
YJY完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
拉长的秋白完成签到 ,获得积分10
2秒前
贪玩亦云完成签到,获得积分10
2秒前
1a完成签到 ,获得积分10
3秒前
火山驾到发布了新的文献求助30
3秒前
4秒前
乐观海燕完成签到 ,获得积分10
4秒前
fiona完成签到,获得积分0
4秒前
blueskyzhi完成签到,获得积分10
4秒前
hr完成签到 ,获得积分10
4秒前
haitianluna完成签到,获得积分10
5秒前
li发布了新的文献求助10
5秒前
无尘完成签到 ,获得积分0
5秒前
科研通AI5应助邵邵采纳,获得10
5秒前
下文献完成签到,获得积分10
5秒前
CYJ完成签到,获得积分10
6秒前
TMF发布了新的文献求助50
6秒前
SCO完成签到,获得积分10
7秒前
精明手机完成签到,获得积分10
7秒前
某某某完成签到,获得积分10
7秒前
标致的方盒完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
芋你呀完成签到,获得积分10
7秒前
miao完成签到,获得积分10
8秒前
七兮发布了新的文献求助10
8秒前
坚强成风完成签到,获得积分10
8秒前
整个好活完成签到 ,获得积分10
8秒前
liyuqi61148完成签到,获得积分10
9秒前
刘俊彤完成签到 ,获得积分10
9秒前
loveananya完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
文静盈发布了新的文献求助10
9秒前
Soin发布了新的文献求助10
10秒前
ori12138完成签到,获得积分10
11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
Fermented Coffee Market 2000
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 340
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5256668
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4418830
关于积分的说明 13753577
捐赠科研通 4292020
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2355264
邀请新用户注册赠送积分活动 1351704
关于科研通互助平台的介绍 1312465