基于高偏摩尔体电解质的新型锂金属电池

本文研究背景聚焦于固态锂金属电池在高能量密度储能系统中的重要性，指出原位聚合物电解质因其加工性和兼容性优势被视为实用化固态电解质的理想选择，但锂离子传输不均匀导致的界面化学势差（∆μ）问题会引发锂枝晶生长，降低电池循环稳定性。研究目的是通过设计高偏摩尔体积（VLi+）电解质来调控界面∆μ，从而稳定锂金属-电解质界面。实验通过降低聚合物中Li+配位数，成功开发出VLi+达108.5 cm3/mol的氟化电解质，使∆μ降低83%，交换电流密度提升73%，显著抑制枝晶形成。结论表明，该策略使Li||Li对称电池实现超10个月稳定循环，Li||LFP电池在3200次循环后容量保持良好，并成功应用于1.5 Ah实用电池，验证了高VLi+电解质设计对下一代高能量密度电池的开发价值。