基于局部高浓度电解液的长循环寿命锂金属电池

周文涛; 吴昌泉; 周耐根; 邓俊瑜

doi:10.13764/j.cnki.ncdg.2025.04.006

南昌大学学报（工科版） ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (4) : 338 -347. DOI: 10.13764/j.cnki.ncdg.2025.04.006

基于局部高浓度电解液的长循环寿命锂金属电池

周文涛, 吴昌泉, 周耐根, 邓俊瑜

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摘要

高能量密度锂金属电池因枝晶生长及界面副反应导致安全性差、循环寿命短，亟需开发兼具高界面稳定性和低成本的电解液体系。本研究构建了一种新型局部高浓度电解液（localized high-concentration electrolyte, LHCE），以期在降低锂盐用量的同时，继承高浓度电解液（high-concentration electrolyte, HCE）的界面稳定性与枝晶抑制优势。此研究以1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚为稀释剂，氟代碳酸乙烯酯为溶剂，双氟磺酰亚胺锂/二氟草酸硼酸锂/六氟磷酸锂[lithium bis（trifluoromethanesulfonyl）imide/lithium difluorooxalate/lithium hexafluorophosphate, LiFSI/LiDFOB/LiPF₆]为溶质，设计并制备了FH2-1电解液。扫描电子显微镜图像测试及电化学表征表明，该体系在电极表面诱导形成高离子电导、组分均匀的固态电解质界面，从而可促进锂离子均匀沉积，有效抑制枝晶生长。电化学性能测试结果表明，采用FH2-1电解液的锂对称电池在0.5 mA·cm^-2的条件下能够稳定循环5 000 h,Li‖NCM85全电池经过160次循环后容量保持率为86.55%。