基于局部高盐界面润湿策略构筑的固态金属锂软包电池

作     者：朱高龙 赵辰孜 袁洪 南皓雄 赵铂琛 侯立鹏 何传新 刘全兵 黄佳琦 Gaolong Zhu;Chenzi Zhao;Hong Yuan;Haoxiong Nan;Bochen Zhao;Lipeng Hou;Chuangxin He;Quanbing Liu;Jiaqi Huang

作者机构：北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081 深圳大学化学与化工学院功能高分子深圳市重点实验室广东深圳518000 清华大学化学工程系绿色化学反应工程与技术北京市重点实验室北京100084 广东工业大学轻工化工学院广州510006 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室广东深圳518060 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2021年第37卷第2期

页      面：129-135页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFA0202500,2016YFA0200102) 国家自然科学基金(21676160,21808124,U1801257) 博士后基金(2019T120098)资助项目 

主　　题：固态软包电池 金属锂负极 硫化物电解质 界面润湿 

摘      要：固态金属锂电池因其优异的安全性和高的理论能量密度被认为是最具前景的下一代储能电池体系之一。随着以硫化物为代表的高离子导率电解质被逐渐开发,金属锂与固态电解质界面成为限制固态电池应用的主要瓶颈。金属锂/电解质的固固界面存在着界面接触差、界面电荷传输阻力高等问题。本文以固态金属锂软包电池为研究对象,通过由1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、乙二醇二甲醚与双三氟磺酰亚胺锂组成的局部高盐液态电解液(HFE-DME LiTFSI)对金属锂/固态电解质界面进行润湿,增加金属锂与固态电解质之间的离子接触,降低离子传输阻力,从而提高锂离子在界面的传输能力。在30 mm×30 mm Li|Li4Ti5O12(LTO)固态软包电池中,通过3.0μL·cm^(−2) HFE-DME LiTFSI局部高盐液态电解液润湿金属锂与固态电解质界面,软包电池的界面电阻从4366Ω·cm^(−2)降低到了64Ω·cm^(−2)。在0.1C与0.5C倍率下,LTO的放电比容量分别达到107与96 mAh·g^(−1)。同时,Li-S固态软包电池在0.01C及0.02C下,比容量也达到了1100与932 mAh·g^(−1)。