利用18-冠-6与氟代碳酸乙烯酯协同调控电解质/电极界面实现均匀锂沉积的创新研究

来自国内的研究人员通过引入18-crown-6和氟代碳酸乙烯酯（FEC）作为复合添加剂，解决了锂金属负极（LMAs）枝晶生长和界面不稳定的问题。该研究显著提升了Li‖Cu半电池（库仑效率97%）和Li‖Li对称电池（>800小时稳定性）的性能，并在Li‖LFP全电池中实现100次循环后98%容量保持率和99%平均库仑效率，为锂基储能系统提供了新策略。

　　

锂金属因其极高的能量密度（3860 mAh g^?1）被视为负极材料的终极选择，但锂金属负极（LMAs）的实际应用受限于严重的枝晶生长和电极/电解质界面不稳定问题。本研究创新性地将18-冠-6（18-crown-6）与氟代碳酸乙烯酯（fluoroethylene carbonate, FEC）作为复合添加剂引入电解液体系，成功改善了界面稳定性并提升长期循环性能。FEC的添加促进了富含氟化锂（LiF）的固态电解质界面层（SEI）形成，该界面层能引导锂均匀沉积并加速锂离子（Li⁺）传输。18-冠-6则有效消除了锂沉积/溶解过程中的“热点”现象，从而赋予体系更优异的电化学性能。

通过添加1 wt% 18-冠-6和10 vol% FEC，Li‖Cu半电池实现了97%的平均库仑效率，Li‖Li对称电池则展现出超过800小时的稳定循环。当与磷酸铁锂（LiFePO₄）正极匹配组成全电池时，在0.5C倍率下循环100周后仍保持约98%的容量和99%的平均库仑效率。本研究凸显了18-冠-6与FEC在电解液设计中的关键作用，为抑制锂枝晶生长、推动锂金属电池发展提供了新思路。