Electrolyte design combining fluoro- with cyano-substitution solvents for anode-free Li metal batteries

电解质 法拉第效率 阴极 阳极 化学 化学工程 无机化学 电池(电) 锂(药物) 材料科学 电极 物理化学 内分泌学 工程类 量子力学 物理 医学 功率(物理)
作者
Minglei Mao,Lei Gong,Xiaobo Wang,Qiyu Wang,Guoqun Zhang,Haoxiang Wang,Wei Xie,Liumin Suo,Chengliang Wang
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:121 (5): e2316212121-e2316212121 被引量:77
标识
DOI:10.1073/pnas.2316212121
摘要

Fluoro-substitution solvents have achieved great success in electrolyte engineering for high-energy lithium metal batteries, which, however, is beset by low solvating power, thermal and chemical instability, and possible battery swelling. Instead, we herein introduce cyanogen as the electron-withdrawing group to enhance the oxidative stability of ether solvents, in which cyanogen and ether oxygen form the chelating structure with Li+ not notably undermining the solvating power. Cyano-group strongly bonds with transition metals (TMs) of NCM811 cathode to attenuate the catalytic reactivity of TMs toward bulk electrolytes. Besides, a stable and uniform cathode-electrolyte interphase (CEI) inhibits the violent oxidation decomposition of electrolytes and guarantees the structural integrity of the NCM811 cathode. Also, a N-containing and LiF-rich solid-electrolyte interphase (SEI) in our electrolyte facilitates fast Li+ migration and dense Li deposition. Accordingly, our electrolyte enables a stable cycle of Li metal anode with Coulombic efficiency of 98.4% within 100 cycles. 81.8% capacity of 4.3 V NCM811 cathode remains after 200 cycles. Anode-free pouch cells with a capacity of 125 mAh maintain 76% capacity after 100 cycles, corresponding to an energy density of 397.5 Wh kg-1.
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
我我我完成签到,获得积分10
刚刚
乐乐应助baimafeima采纳,获得30
刚刚
DD发布了新的文献求助10
1秒前
小九发布了新的文献求助10
1秒前
鱼龙舞发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
Akim应助可靠巧荷采纳,获得10
3秒前
西瓜宝宝发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
想有所成完成签到,获得积分10
3秒前
Ava应助云起天山采纳,获得10
4秒前
喵脆角发布了新的文献求助10
4秒前
SunGuangkai发布了新的文献求助10
4秒前
axiba应助我我我采纳,获得10
6秒前
7秒前
尼莫完成签到,获得积分10
9秒前
屋顶橙子味完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
小二郎应助舒心雅山采纳,获得10
9秒前
无花果应助rockyshi采纳,获得10
9秒前
9秒前
小蘑菇应助甜甜飞阳采纳,获得10
10秒前
10秒前
无极微光应助小飞鼠采纳,获得20
10秒前
Mr完成签到,获得积分10
10秒前
璇式交流电完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Isaiah发布了新的文献求助10
12秒前
小二郎应助spirit采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
wwsybx发布了新的文献求助10
14秒前
Mr发布了新的文献求助10
14秒前
尼莫发布了新的文献求助10
14秒前
XOERMIOY发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
钱钱钱完成签到,获得积分10
15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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Research Methods for Applied Linguistics 500
Picture Books with Same-sex Parented Families Unintentional Censorship 444
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6412483
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8231502
关于积分的说明 17470575
捐赠科研通 5465175
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2887593
邀请新用户注册赠送积分活动 1864347
关于科研通互助平台的介绍 1702927