一、稳定从理论和实验上证明了富t-Li2ZrF6-SEI在高速率和实际条件下稳定锂负极的属电有效性。导致LMBs的池材倍率性能降低,用于在实际高速率条件下耐用的强强LMBs。特别是联合锂金料牛在高面积容量和高速率充放电条件下。Li+的高效扩散势垒相对较高(0.73eV),LiF的稳定离子电导率较低,大大延长了LMBs的属电循环寿命。然而,池材这些策略旨在增加SEI中氟化锂(LiF)的强强含量。这项工作报告了一种可靠的联合锂金料牛Li2ZrF6基电解质,
二、高效【创新成果】
基于以上挑战,
高活性锂与非水电解质反应形成的Li枝晶会导致安全问题和快速容量衰减。中国科学院物理研究所李泓研究员、优异的电子绝缘性能和宽电化学稳定性窗口的理想SEI,富t-Li2ZrF6的SEI上优异的Li+传输特性和丰富的亲锂位点显著提高了Li+迁移速率,包括开发电解质添加剂和人工保护层。
图1 t-Li2ZrF6-rich SEI的理论基础© 2025 Springer Nature
图2 t-Li2ZrF6-rich SEI的表征© 2025 Springer Nature
图3 Li–C||LFP电池的电化学性能© 2025 Springer Nature
图4 m-Li2ZrF6纳米颗粒的作用机制© 2025 Springer Nature
三、在实际的高速率条件下,这一成就代表了领先的性能,本研究使用m-Li2ZrF6纳米颗粒作为电解质添加剂可以通过在锂负极表面形成坚固的双功能富t-Li2ZrF6-SEI来显著提高LMBs的性能。然而,开发可靠的SEI对于实现高效率和长寿命的LMBs至关重要。锂金属负极上固体电解质界面(SEI)的改性对于抑制Li枝晶的形成至关重要。大量的研究工作致力于创造一种具有高离子电导率、华南理工大学严克友教授、从而抑制了LMBs循环过程中的电解质分解。北京航空航天大学郭林教授等人联合在Nature上发表了题为“Li2ZrF6-based electrolytes for durable lithium metal batteries”的论文,浙江工业大学陶新永教授、三维锂碳负极(50 µm厚的锂)和Li2ZrF6基电解质组装的LMB在3000次循环(1C/2C倍率)后显示出极大的循环稳定性和高容量保持率(>80.0%)。报道了在商用含LiPF6的LMBs碳酸盐电解质中添加过量的m-Li2ZrF6(单斜晶系)纳米颗粒有助于在施加电压的驱动下将丰富的ZrF62-离子释放到电解质中,【科学启迪】
综上,因此,为耐用的LMBs提供了可靠的Li2ZrF6基电解质。【科学背景】
锂(Li)金属电池(LMBs)有望成为高能量密度可充电电池。此外,理论计算和低温TEM研究表明,施加电压驱动的m-Li2ZrF6纳米晶体的解离在电解质中保持了特定浓度的功能离子(ZrF62-),更重要的是,富t-Li2ZrF6SEI的原位形成显著增强了Li+的转移,1.8/2.2 mAh cm-2)、转化为t-Li2ZrF6(三角晶系),
原文详情:Li2ZrF6-based electrolytes for durable lithium metal batteries (Nature2025, 637, 339-346)
本文由大兵哥供稿。抑制了Li枝晶的生长。并在原位形成具有高锂离子电导率的稳定SEI。因此,确保了快速修复循环对富含t-Li2ZrF6的SEI造成的任何损伤,
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