稀释剂驱动溶剂化鞘压缩构建富氟硼稳定界面实现高性能锂金属电池

本文创新性地设计了一种低浓度阻燃电解液体系，通过低凝固点稀释剂压缩溶剂化鞘，形成阴离子主导的紧密溶剂化结构，显著提升锂金属电池（LMBs）的界面稳定性和安全性。该电解液兼具成本效益与优异润湿性，可同步促进形成有机-无机杂化固态电解质界面（SEI）和阴极电解质界面（CEI），实现均匀锂沉积，使Li||LiFePO4全电池在4 C下稳定循环700次，并展现卓越低温性能，为高能量密度金属电池提供新型电解液设计策略。

　　

Highlight

本工作提出了一种用于锂金属电池（LMBs）的不可燃稀释电解液设计，将氟化弱溶剂化溶剂与阻燃低凝固点稀释剂相结合。独特的溶剂化结构通过稀释剂对弱溶剂化配位层的内向压缩，形成紧密的阴离子富集簇，同时确保本质不燃性、增强安全性和扩展工作温度范围。这些特殊聚集体的优先分解促进了坚固且富含F/B的有机-无机杂化界面相的形成。

The physicochemical characterizations

电解液，通常被称为电池的命脉，在决定锂金属电池的电化学性能方面起着决定性作用。我们旨在通过考虑物理化学性质和应用前景，重新配制用于低成本、不可燃且具有优异低温性能的锂金属电池的电解液。我们采用的CCE（碳酸酯基常规电解液）配方由1 M LiPF₆溶解于碳酸乙烯酯（EC）和碳酸甲乙酯（EMC）（体积比1:1）的混合物中组成。

Conclusions

本工作提出了一种用于LMBs的不可燃稀释电解液设计，结合了氟化弱溶剂化溶剂与阻燃、低凝固点稀释剂。其独特的溶剂化结构以稀释剂包围弱溶剂化配位层并内向压缩所实现的紧密阴离子富集簇为特征，同时确保了本质不燃性、增强的安全性和扩展的工作温度范围。这些特殊聚集体的优先分解促进了坚固且富含F/B的有机-无机杂化界面相的形成。