研究人員開發新型電解液體系 助力無鈷高鎳鋰電池性能提升

高鎳層狀氧化物正極材料憑借其高能量密度和低成本等優勢而被視為是構建高比能鋰金屬電池的關鍵部件。高鎳正極中最受關注的材料當屬無鈷高鎳的LiNiO₂，其在4.4V的充電截止電壓下可以實現高達220mAh/g的可逆容量。

然而，LiNiO₂正極的實用化發展受到循環穩定性差、熱穩定性差等問題的限制。

近日，美國得克薩斯大學奧斯汀分校Arumugam Manthiram等開發了一種叫做局部飽和電解液（LSE）的新型電解液體系，從而顯著改善了LiNiO₂正極的電化學穩定性。

與傳統電解液在200次循環后僅保留55%的初始容量相比，LSE在4.4V的電壓下循環600次后保留了創紀錄的81%的初始容量。實驗結果表明，LSE保護LiNiO₂在循環過程中表面不會降解成巖鹽和尖晶石相，并有助于在鋰金屬負極上形成堅固的被富含無機物的固體電解質界面（SEI）。因此，LSE明顯提高的循環穩定性證明了開發與高鎳正極和鋰金屬負極兼容的電解液的重要性。

相關研究成果“Protection of Cobalt-Free LiNiO₂ from Degradation with Localized Saturated Electrolytes in Lithium-Metal Batteries”為題發表在ACS Energy Lett.上。