A Molecularly Engineered Cathode Lithium Compensation Agent for High Energy Density Batteries

阴极 材料科学 化学工程 锂(药物) 补偿(心理学) 能量密度 纳米技术 化学 工程物理 心理学 精神分析 医学 物理化学 工程类 内分泌学
作者
Wei Wu,Aoxuan Wang,Qiushe Zhan,Zhenglin Hu,Wenjing Tang,Lan Zhang,Jiayan Luo
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (28) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/smll.202301737
摘要

Prelithiating cathode is considered as one of the most promising lithium compensation strategies for practical high energy density batteries. Whereas most of reported cathode lithium compensation agents are deficient owing to their poor air-stability, residual insulating solid, or formidable Li-extracting barrier. Here, this work proposes molecularly engineered 4-Fluoro-1,2-dihydroxybenzene Li salt (LiDF) with high specific capacity (382.7 mAh g-1 ) and appropriate delithiation potential (3.6-4.2 V) as an air-stable cathode Li compensation agent. More importantly, the charged residue 4-Fluoro-1,2-benzoquinone (BQF) can synergistically work as an electrode/electrolyte interface forming additive to build uniform and robust LiF-riched cathode/anode electrolyte interfaces (CEI/SEI). Consequently, less Li loss and retrained electrolyte decomposition are achieved. With 2 wt% 4-Fluoro-1,2-dihydroxybenzene Li salt initially blended within the cathode, 1.3 Ah pouch cells with NCM (Ni92) cathode and SiO/C (550 mAh g-1 ) anode can keep 91% capacity retention after 350 cycles at 1 C rate. Moreover, the anode free of NCM622+LiDF||Cu cell achieves 78% capacity retention after 100 cycles with the addition of 15 wt% LiDF. This work provides a feasible sight for the rational designing Li compensation agent at molecular level to realize high energy density batteries.
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