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李寶華Nano Energy：雙功能稀釋劑助力4.5V鈷酸鋰電池1000圈循環！

電解液工程控制的鋰金屬負極（LMA）和高壓正極的界面化學是穩定鋰金屬電池（LMB）的關鍵。

圖1. 電解液設計

清華大學深圳研究生院李寶華教授團隊等人證明通過引入活性碳酸二氟乙烯酯（DFEC）助溶劑的局部高濃度電解液（LHCE）可以促進優良的界面化學。

與傳統的LHCE不同，具有較低LUMO能量的DFEC既是添加劑又是稀釋劑，并加強了陰離子溶劑化產生的界面層，從而實現抑制副反應/枝晶鋰的生長和加速Li⁺的脫溶劑化/轉移動力學。此外，所設計的電解液有效地鈍化了高度催化的LCO正極表面以阻止電解液分解。

圖2. 半電池性能

因此，組裝的高容量Li||LiCoO₂全電池（1.836 mAh cm^-2）在4.5 V的高截止電壓下，在0.3 C的1000次循環后保持了超過80%的高保留率。

更令人印象深刻的是，添加DFEC后，約265 mAh的Li||LiCoO₂軟包電池的循環穩定性得到了顯著改善，在60次循環后具有約93.6%的高容量保持率。

總體而言，設計具有協同效應的功能性稀釋劑，提高界面化學性能以控制陰離子溶劑化是非常有前景的，這為開發可充LMB鋪平了一條光明的道路。

圖3. 全電池性能

Synergistic-Effect of Diluent to Reinforce Anion-Solvation-Derived Interfacial Chemistry for 4.5 V?Class Li||LiCoO2 Batteries. Nano Energy 2023. DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108323

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