【锂电】Joule：用于锂金属电池的卤化锂正极材料

卤化锂正极材料有望以低成本为可充电电池提供高能量密度。然而，这些正极在有机电解质中容量衰减很快，其失效机理仍不清楚。

近日， 马里兰大学王春生教授 开发了一种几乎没有游离溶剂的准离子液体电解质(在二甘醇二甲醚[G2]溶剂中的1.6 M二氟[草酸]硼酸锂[LiDFOB]/1.6 M三氟甲磺酸锂[LiOTF]盐)，这使得锂负极和卤化锂正极都能够实现高能量密度和长循环寿命。

文章要点

1 ） 卤素通过形成卤素间物质或降低电池工作温度而液化，并且在准离子液体电解质中具有低溶解度。室温下的LiCl-LiI-石墨、LiCl-LiBr-石墨和LiBr-石墨正极以及-30 ℃下的可逆LiCl-石墨正极用于验证液化(间)卤素嵌入石墨的设计原理。

2 ） 密度泛函理论(DFT)计算和实验分析证实，Br激活的LiDFOB开环聚合在卤化锂阴极上形成了稳定的CEI，将阳极稳定性提高到4.8 V。CEI进一步降低了电解质中卤素的溶解度，消除了不希望的穿梭效应。

3 ） 作为示范，LiCl-LiBr-石墨||Li (20 mm)软包电池在200次循环中达到2.5 mAh cm ^-2 的库仑效率(CE)为99.5%。此外，LiCl-LiBr-石墨正极可以在-30 °C下提供62%的室温容量。

参考文献

Xu et al., Lithium halide cathodes for Li metal batteries, Joule (2022)

DOI：10.1016/j.joule.2022.11.002

https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.11.002