基于LiNO3的醚基电解质设计及其在锂金属电池中的应用

　　

锂金属电池凭借其高能量密度特性，被认为是下一代储能系统中最具发展前景的技术路线之一。然而，锂金属固有的高反应活性导致其与电解质界面处易形成不稳定的固体电解质界面层（SEI），这一界面问题严重制约了电池的循环稳定性和实用化应用。硝酸锂（LiNO₃）因其较高的供体数（DN）特性，能够形成阴离子衍生的SEI层，从而显著改善界面稳定性。然而，LiNO₃在常规碳酸酯基电解质体系中的溶解度受限，限制了其广泛应用。相比之下，醚类溶剂对LiNO₃展现出优异的溶解特性。本研究采用生物基异山梨醇二甲醚（IDE）作为主溶剂，并引入氟代碳酸乙烯酯（FEC）作为共溶剂，成功构建了一种新型高压硝酸锂电解质体系。该优化后的电解质体系表现出优异的氧化稳定性（>4.5 V vs. Li⁺/Li），并能够在SEI层中引入Li₃N、LiF等无机成分，显著增强了SEI层的机械强度和离子导电性，提高SEI层稳定性。电化学性能测试结果表明，基于该电解质体系的Li||Cu半电池实现了98 %的平均库伦效率，同时Li||NCM622全电池在200次循环后仍保持优异的容量保持率。这一研究为开发高性能锂金属电池电解质提供了新的设计思路。

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