离子液体电解质实现锂金属电池中稳定的高镍正极材料

离子液体电解质（ILEs）有望开发高安全性和高能量密度的锂金属电池（LMBs）。不幸的是，ILEs通常面临由库仑相互作用引起的离子团聚导致的Li+传输缓慢的挑战。在此发现了一种类型的阴离子强化的溶剂化离子液体（ASILEs），通过增强阴离子-阳离子配位并促进更多阴离子进入Li⁺的内部溶剂鞘来减少离子团聚以解决这一问题。

设计的ASILEs，包含氯化烃和两种阴离子，双（氟磺酰）亚胺（FSI−）和双（三氟甲磺酰）亚胺（TFSI−），旨在增强Li⁺传输能力，稳定高镍正极材料（LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂，NCM811）的界面，并保持阻燃性能。利用这些ASILEs，Li/NCM811电池表现出高的初始比容量（0.1 C下为203毫安时/克），优异的容量保持率（1.0 C下500个循环后为81.6％），以及出色的平均库仑效率（1.0 C下500个循环后为99.9％）。

此外，Ah级别的Li/NCM811软包电池实现了386瓦时/千克的显着能量密度，表明了该电解质的实际可行性。这项研究为先进ILEs的合理设计提供了实用解决方案和基础指导，促进了高安全性和高能量密度LMBs的发展。

该研究工作以“Anion-Reinforced Solvating Ionic Liquid Electrolytes Enabling Stable High-Nickel Cathode in Lithium-Metal Batteries”为题，发表在《Advanced Materials》上。