据了解,锂电池目前在电解液稳定性和安全性方面还面临着不小的挑战。传统的碳酸酯类电解液虽然在锂离子电池中得到广泛应用,却难以兼容活泼的锂金属负极。提高电解液浓度虽然可以在一定程度上改善醚的电化学稳定性,却带来了成本增加、低温性能衰减等问题。更为棘手的是,大量阴离子的存在会引发热失控等安全问题。
为此,研究人员提出一种全新的分子锚定策略,有望同时解决醚基电解液的高压和安全难题。基于分子锚定概念设计的电解液,展现出优异的高压性能,同时,热力学稳定性也得到提升。另外,由于减少了活泼阴离子的使用,分子锚定电解液在高电压正极表面诱导形成的界面膜也更薄更稳定。
研究人员进一步考察了电解液的安全性能,发现分子锚定电解液与锂的相容性得到大幅提升,可以将热失控开始的温度提高到209摄氏度以上。
研究人员表示,设计合理的分子间相互作用可以从根本上改变电解液的性能,为未来电池电解液的分子工程提供新的方向。