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強強聯合！許武/王崇民/楊萬里AEM：4.8V高電壓鋰離子電池！

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強強聯合！許武/王崇民/楊萬里AEM：4.8V高電壓鋰離子電池！
第一作者：Ridwan A. Ahmed
通訊作者：王崇民，許武，楊萬里
通訊單位：美國太平洋西北國家實驗室，勞倫斯伯克利國家實驗室
論文速覽
具有陽離子無序的巖鹽結構（DRX）的富鋰過渡金屬氧化物正極，因其比常用的層狀鋰過渡金屬氧化物正極，能提供更高的容量和成本效益而越來越受到關注。
但是，DRX正極的性能及其應用，受到與4.8 V高電壓下最先進的碳酸酯基電解液之間的嚴重副反應、過渡金屬溶解和正極顆粒結構不穩定性的限制。
本研究開發了一種先進的局部高濃度電解液（LHCE）。這種電解液能夠形成穩定的正極-電解液界面，顯著提高了Li1.13Mn0.66Ti0.21O2（LMTO）DRX正極在電化學循環中的結構穩定性。使用LHCE的Li||LMTO半電池展現出比傳統碳酸酯電解液更高的初始容量、循環穩定性和優越的倍率性能。
圖文導讀
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圖1：Li||LMTO扣式電池的電化學性能。
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圖2：LMTO正極顆粒的表面與體相結構比較。
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圖3：循環LMTO電極的7Li固態核磁共振(NMR)譜。
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圖4：LMTO電極表面CEI的化學成分比較。
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圖5：循環正極的軟X射線吸收光譜(sXAS)結果。
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圖6：循環LMTO電極的Mn L3-edge軟X射線光譜結果。
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圖7：循環鋰金屬負極的表面形貌和SEI化學成分比較。
總結展望
本研究開發的局部高濃度電解液（LHCE）顯著提升了無序巖鹽結構（DRX）正極材料的電化學性能。使用LHCE的Li||LMTO電池在4.8 V高電壓下展現出205.2 mAh g?1的高初始容量和72.5%的優異容量保持率（200個循環后）。
研究結果表明，LHCE通過形成富含無機物種的穩定CEI層，有效抑制了LMTO正極材料的表面降解和體相結構轉變，從而增強了電池的循環穩定性。此外，LHCE還能夠在鋰金屬負極表面形成穩定且堅固的SEI層，進一步提高了電池的整體性能。這項工作為實際應用中DRX正極材料的高能量密度鋰電池的發展鋪平了道路。
文獻信息
標題：Enhanced Electrochemical Performance of Disordered Rocksalt Cathodes in a Localized High-Concentration Electrolyte
期刊：Advanced Energy Materials
DOI：10.1002/aenm.202400722

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