研究背景

鋰離子電池的改進(jìn)對(duì)于實(shí)現(xiàn)車隊(duì)的廣泛電動(dòng)化至關(guān)重要。目前，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最大障礙之一是缺乏價(jià)格合理的高能量密度電池。用鋰金屬負(fù)極解決了這些問題，使其成為該領(lǐng)域日益受到研究的話題。適當(dāng)選擇電解質(zhì)對(duì)于確定電池的安全性、容量和循環(huán)壽命至關(guān)重要，尤其是在使用鋰金屬負(fù)極時(shí)。液體電解質(zhì)的最大優(yōu)點(diǎn)之一是組分（鹽、溶劑和添加劑）易于合成，具有所需的功能化以改變 SEI 結(jié)構(gòu)和組成。不幸的是，用碳酸酯電解液循環(huán)的鋰金屬負(fù)極上產(chǎn)生的SEI是厚的，多孔的，不均勻的，對(duì)體積變化很脆弱，并且無法抑制枝晶生長，導(dǎo)致與使用醚基電解質(zhì)相比觀察到的性能較差。因此，通過選擇改性碳酸酯基電解質(zhì)，可以在很大程度上保持對(duì)高壓正極的氧化穩(wěn)定性，同時(shí)可以形成由所需產(chǎn)物組成的SEI，以產(chǎn)生能夠在各種電位下運(yùn)行的能量密集型鋰電池。

成果簡介

近期，羅德島大學(xué)Brett L. Lucht教授團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新性地對(duì)碳酸酯基電解質(zhì)進(jìn)行的不同優(yōu)化，包括不同類型和濃度的鹽和添加劑，以產(chǎn)生具有有益特性并提高鋰電池整體性能的SEI。未來的電解質(zhì)設(shè)計(jì)選擇可以針對(duì)電池的應(yīng)用定制碳酸酯基電解液。

該工作以“Modification of Carbonate Electrolytes for Lithium Metal Electrodes”為題發(fā)表在期刊ACS Energy Lett上。第一作者為羅德島大學(xué)Munaiah Yeddala。

研究亮點(diǎn)

（1）研究不同鋰鹽和溶劑的組合對(duì)電極的優(yōu)化

（2）研究不同溶劑電化學(xué)反應(yīng)路徑與界面行為

（3）提出新型的添加劑并對(duì)現(xiàn)有碳酸酯電解質(zhì)進(jìn)行展望

圖文導(dǎo)讀

圖1是本次實(shí)驗(yàn)所用的鋰鹽與添加劑的結(jié)構(gòu)與化學(xué)式

圖1 本觀點(diǎn)中討論的鋰電池電解質(zhì)中使用的鹽和添加劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)

環(huán)狀碳酸酯

環(huán)狀溶劑的一般分解反應(yīng)如圖2a–c所示。環(huán)狀碳酸酯通常包含在電解質(zhì)混合物中，因?yàn)檎龢O表面的穩(wěn)定性提高，鋰鹽的強(qiáng)溶劑化以及負(fù)極表面的良好鈍化。EC和PC很容易在電壓～0.8-1.0 V與Li/Li下發(fā)生單電子開環(huán)反應(yīng)，這與SEI形成的初始階段相吻合。雖然EC還原的確切機(jī)制仍在爭論中，但在SEI中形成的初始還原產(chǎn)物是二碳酸乙烯鋰（LEDC）和乙烯氣體。雖然由于電極不穩(wěn)定，通常避免在石墨負(fù)極上使用PC，但PC可用于鋰金屬負(fù)極以形成類似的還原產(chǎn)物，即二碳酸鋰丙烯（LPDC）和丙烯氣體。

隨著循環(huán)的繼續(xù)，已知由這些組分形成的SEI會(huì)演變和變化，這可能是由于鋰金屬負(fù)極上的烷基碳酸鋰LEDC和LPDC的不穩(wěn)定性。在熱、微量水或一些鋰鹽存在下，LEDC可以分解溶解以增加SEI的孔隙率，從而導(dǎo)致電解質(zhì)持續(xù)還原生成Li2CO，以及其他與鋰鹽相關(guān)的還原產(chǎn)物。這導(dǎo)致在循環(huán)電池的負(fù)極上多層SEI的產(chǎn)生，其內(nèi)部SEI由無機(jī)物質(zhì)組成，包括LiF。與EC或PC不同，F(xiàn)EC是一種環(huán)狀碳酸酯，由于在相對(duì)較高的電位1.1 V與Li/Li下還原，因此可用作助溶劑或添加劑。

在含F(xiàn)EC的電解質(zhì)中，TEM分析顯示鋰負(fù)極上形成均勻的納米結(jié)構(gòu)SEI（圖2d），EDX分析顯示SEI由覆蓋LiF納米顆粒組成和一氧化碳，LiF納米顆粒導(dǎo)致均勻的擴(kuò)散場(chǎng)，導(dǎo)致鋰的更均勻的電鍍和剝離，這也抑制了Li枝晶的生長。隨著循環(huán)的繼續(xù)，F(xiàn)EC的還原也產(chǎn)生了一系列有機(jī)物質(zhì)，覆蓋任何最初沉積的LiF，形成外部聚合物有機(jī)SEI層，該層比碳酸酯電解質(zhì)混合物通常觀察到的更薄。

圖2. a）碳酸乙烯酯、（b）碳酸丙烯酯和（c）氟碳酸乙烯酯的廣義分解反應(yīng)。（d） 在FEC電解質(zhì)中形成的納米結(jié)構(gòu)SEI的TEM圖像。（e） 碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的廣義分解反應(yīng)。

線性碳酸酯

電解質(zhì)中的線性碳酸酯與環(huán)狀碳酸酯具有不同的用途，因?yàn)樗鼈兙哂休^低的熔點(diǎn)和較低的粘度，當(dāng)與EC或PC混合時(shí)，在電化學(xué)穩(wěn)定性窗口中具有更高的離子電導(dǎo)率和協(xié)同效應(yīng)。在線性碳酸酯中，最常用的溶劑是DMC，DEC和EMC。DMC和DEC都經(jīng)歷了類似的還原過程，唯一的區(qū)別是碳鏈長度，分別生成CO，甲烷/乙烷，甲醇鋰/乙醇鋰和碳酸甲酯鋰/碳酸乙酯鋰。由于分子的不對(duì)稱性，EMC可以與電解質(zhì)中的鋰醇鹽進(jìn)行酯交換反應(yīng)以形成DMC和DEC，從而產(chǎn)生產(chǎn)物的混合物，包括CO，甲烷，乙烷，碳酸甲酸鋰，碳酸乙酯鋰，甲醇鋰和乙醇鋰（圖2e）。雖然溶劑中線性碳酸酯的選擇不會(huì)對(duì)電池的電化學(xué)性能產(chǎn)生很大影響，但研究表明，產(chǎn)生的SEI通常由所用環(huán)狀碳酸酯的還原產(chǎn)物而不是線性碳酸酯還原產(chǎn)物主導(dǎo)。因此，任何為改善鋰負(fù)極循環(huán)性能而定制SEI的電解質(zhì)修飾都應(yīng)主要集中在對(duì)環(huán)狀碳酸酯或鹽的調(diào)整上，或者摻入添加劑或其他助溶劑，這些添加劑或其他助溶劑將優(yōu)先減少以形成更穩(wěn)定的SEI。

碳酸酯的缺點(diǎn)和替代品

與鍍鋰和剝離相關(guān)的體積變化是SEI產(chǎn)品演變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)的主要原因。由標(biāo)準(zhǔn)碳酸酯電解質(zhì)形成的SEI相當(dāng)剛性，因此隨著鋰電鍍和剝離的繼續(xù)，SEI無法膨脹以適應(yīng)體積變化，導(dǎo)致SEI出現(xiàn)裂紋。這會(huì)將新鮮的鋰暴露于新的電解質(zhì)中，隨著更多分解產(chǎn)物的形成和演變，導(dǎo)致電解質(zhì)持續(xù)降解和更厚的SEI。據(jù)報(bào)道，鋰金屬電池中SEI膨脹的證據(jù)，導(dǎo)致電解質(zhì)與鋰表面緊密接觸，鋰腐蝕和電解質(zhì)耗盡。然而，靠近表面的富含無機(jī)物的物種導(dǎo)致更少的腫脹和更好的整體電池性能。

此外，表面上不均勻?qū)拥拇嬖跁?huì)導(dǎo)致鋰的非均勻沉積，最終導(dǎo)致鋰枝晶形成和隨后的電池失效，如果枝晶穿透隔板并使電池短路。由碳酸酯形成的SEI也可以具有絕緣性能，導(dǎo)致形成死鋰，其中未反應(yīng)的金屬鋰完全包裹在較厚的SEI層中，但與負(fù)極中的導(dǎo)電性斷開，因此無法參與電化學(xué)剝離或電鍍。枝晶和死鋰的形成如圖3a所示，它們是鋰金屬負(fù)極電池失效的重要因素。因此，SEI的柔韌性和穩(wěn)定性是減少枝晶形成和死鋰以及提高鋰金屬負(fù)極容量保持性的關(guān)鍵。

除碳酸酯溶劑外，其他最常用的鋰金屬負(fù)極電解質(zhì)是醚基電解質(zhì)系統(tǒng)。雖然不是本觀點(diǎn)的重點(diǎn)，但使用各種醚（如二甲氧基乙烷（DME）或1,3-二氧戊環(huán)（DOL））在提高鋰金屬負(fù)極的循環(huán)壽命、鋰金屬電鍍和CE性能方面已經(jīng)取得了重大進(jìn)展。這主要是由于形成的高度柔韌性的SEI，由LiF和Li的內(nèi)層組成。和外層含彈性體的聚醚，如圖3b所示。這種聚合的SEI對(duì)鋰的體積變化更靈活，并且能夠通過抑制枝晶的形成來延長鋰金屬負(fù)極的壽命。然而，醚在高電位下的不穩(wěn)定性極大地限制了它們?cè)诰哂懈邏赫龢O的高能量密度全電池中的應(yīng)用。因此，對(duì)碳酸酯基電解質(zhì)中的不同組分進(jìn)行簡單修改，在SEI中提供與醚基電解質(zhì)相似的柔韌性。

圖3. （a） SEI中枝晶生長和死鋰的示意圖。（b） 碳酸酯和醚基電解質(zhì)中金屬鋰上的SEI示意圖。

碳酸酯電解質(zhì)的改性

鹽的選擇

為電解質(zhì)選擇的鹽是構(gòu)成SEI的分解產(chǎn)物的重要貢獻(xiàn)者。例如，一些鹽在第一個(gè)鍍鋰循環(huán)中優(yōu)先減少，而另一些鹽僅在地層循環(huán)完成后才開始分解。因此，選擇與鋰金屬負(fù)極循環(huán)的鹽是一種重要的改性，可以極大地影響電池性能。

一項(xiàng)對(duì)Li/Cu電池的研究了九種不同的鹽（六氟磷酸鋰（LiPF6）、四氟硼酸鋰（LiBF4）、六氟砷酸鋰（LiAsF6）、高氯酸鋰）， 雙（三氟甲磺酰）亞胺鋰 （LiTFSI）， 三氟甲磺酸鋰、雙（草酸）硼酸鋰 （LiBOB）、二氟（草酸）硼酸鋰 （LiDFOB） 和碘化鋰 （LiI）），并將DOL摻入每種電解質(zhì)（現(xiàn)在的PC：DME：DOL（1：1：1，v / v）），發(fā)現(xiàn)LiPF6的電池電阻增加了，但LiBOB電池（LiBOB-2）的阻抗降低了，如圖4a所示。對(duì)這種現(xiàn)象的一種可能的解釋是，將DOL添加到LiBOB溶液中可以防止鹽的繼續(xù)分解反應(yīng)，而LiPF6的路易斯酸度實(shí)際上促進(jìn)了DOL的聚合，從而促進(jìn)了電解質(zhì)的消耗。因此，只要以某種方式控制分解程度，LiBOB就能夠形成均勻的SEI層。

基于觀察到的LiBOB作為鹽的改善性能，對(duì)鹽中含氟和/或草酸鹽的部分產(chǎn)生穩(wěn)定SEI的益處進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。為此，Cu / LFP電池用1.2M LiPF6、1.2 M LiDFOB、0.6 M LiBOB 或 0.6 M LiBOB + 0.6 M LiBF4在相同的EC：EMC（3：7，v/v）溶劑中。有趣的是，1.2 M LiDFOB電解質(zhì)在所有電解質(zhì)中具有最佳性能，甚至優(yōu)于LiBOB / LiBF4電解質(zhì)，盡管在SEI中具有相似的化學(xué)成分。由LiDFOB分解形成的SEI含有納米結(jié)構(gòu)的LiF（5-10nm），這是草酸鹽離子作為封端劑的結(jié)果，從而產(chǎn)生均勻的擴(kuò)散梯度并允許均勻的鍍鋰，如圖4c所示。相比之下，LiBOB / LiBF4電解質(zhì)產(chǎn)生更大的LiF顆粒（>300 nm）和不均勻，不穩(wěn)定的SEI，因?yàn)長iBOB不斷分解，導(dǎo)致循環(huán)不良。這表明SEI的納米結(jié)構(gòu)和形態(tài)在鋰剝離/電鍍中起著比通常考慮的更重要的作用。LiDFOB電解質(zhì)的進(jìn)一步優(yōu)化是在Cu / LFP電池上進(jìn)行的，這些電池已經(jīng)用含有不同比例LiP6F的EC：DMC或FEC：DMC（1：4，w/w）電解質(zhì)循環(huán)和 LiDFOB 加起來達(dá)到 1.0 M。在含有EC：DMC的電池中，性能最佳的電池含有1.0 M LiDFOB，而具有FEC：DMC溶劑混合物的最佳電池含有0.05–0.10 M LiDFOB和0.95–0.90 M LiPF6。圖4b中的紅外光譜表明，SEI中由含LiDFOB的電解質(zhì)產(chǎn)生的主要物質(zhì)是Li2C2O4以及納米結(jié)構(gòu)的LiF。低濃度LiDFOB，LiPF6的組合作為主要鹽，F(xiàn)EC作為助溶劑大大提高了鋰金屬負(fù)極的電化學(xué)性能，從而證實(shí)了多種SEI形成組分之間的協(xié)同作用。

圖4. （a） 不同電解質(zhì)儲(chǔ)存在不同時(shí)期和不同溫度下的Li/Li對(duì)稱電池的阻抗。（b） 在含LiDFOB的電解質(zhì)中循環(huán)的鋰電極的紅外光譜。（c） 含 LiDFOB 電解質(zhì)中的納米結(jié)構(gòu) SEI 形成機(jī)制經(jīng)參考文獻(xiàn)許可轉(zhuǎn)載(57).版權(quán)所有 2018 英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)。（d） 雙鹽電解質(zhì)中鋰電極上SEI的SEM圖像（俯視圖和橫截面）。

鹽的混合物

由于多種SEI形成組分已被證明是有益的，特別是在層狀和穩(wěn)定的SEI的受控生成中，因此利用兩種鹽的混合物可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)并提高鋰金屬負(fù)極的容量保持率。因此，制備了含有0.5 M LiFSI（以減少電壓極化）和0.5 M二氟雙（草酸）磷酸鋰（LiDFBOP）（優(yōu)先還原并形成有益SEI產(chǎn)物）的電解質(zhì)在EC：FEC（3：7，w/w）中，并用Li/Li和Li/LFP電池循環(huán)。使用雙鹽電解質(zhì)循環(huán)的Li/Li電池在1000小時(shí)內(nèi)具有出色的長期循環(huán)性能，而使用EC：EMC（1：3，w/w）和7 M LiPF6中1 M LiFSI構(gòu)建的電池在EC：EMC（3：7，w/w）分別在電鍍和剝離僅500和350小時(shí)后開始表現(xiàn)出增加的極化。性能的差異可以部分歸因于由每種電解質(zhì)形成的SEI的微觀結(jié)構(gòu)，如圖4d所示。雙鹽電解質(zhì)形成致密、光滑、均勻的SEI，有助于防止電解質(zhì)持續(xù)還原并抑制枝晶和死鋰的產(chǎn)生，而單鹽電解質(zhì)產(chǎn)生多孔、不均勻和厚實(shí)的SEI，導(dǎo)致鋰沉積不均勻。因此，如果鋰金屬表面的預(yù)處理可用于產(chǎn)生類似的納米結(jié)構(gòu)的層狀SEI，那么在不顯著消耗電解質(zhì)的情況下，可能會(huì)提高性能。然后，通過仔細(xì)添加其他協(xié)同成分（例如其他鹽或添加劑），可以進(jìn)一步提高循環(huán)性能。

新型添加劑合成

當(dāng)預(yù)先存在的添加劑具有局限性時(shí)，例如LiNO3的溶解度差但性質(zhì)好，可以合成具有相似結(jié)構(gòu)或產(chǎn)生相似分解產(chǎn)物的新型添加劑。例如，合成了一種新的路易斯堿加合物1-三甲基硅基咪唑硝酸鋰（TMSILN）以摻入LiNO3。作為添加劑進(jìn)入電解質(zhì)中，無需額外的組分來增加溶解度。由于氮部分與鋰原子的配位，TMSILN可溶于高達(dá)1.0wt%。不含添加劑的電解液Li/Li對(duì)稱電池在200 h后出現(xiàn)突然的電壓極化，但含有1 wt%TMSILN的電解液在500 mA/cm的電流密度下穩(wěn)定循環(huán)超過1 h。在Li/NCM622電池中應(yīng)用這種電解質(zhì)會(huì)產(chǎn)生類似的結(jié)果，含TMSILN的電解質(zhì)在90次循環(huán)后保留約200%的容量，而基線電解質(zhì)在第80次循環(huán)中僅保留183%的容量（圖5a）。使用TMSILN電解質(zhì)的第一個(gè)循環(huán)的差分容量分析表明，與基線電解質(zhì)相比，添加劑的過電位較低，這意味著電阻較低，這可能是由于LiNO3分解導(dǎo)致電導(dǎo)率提高從加合物。TMSILN添加劑還會(huì)影響電池中鋰的物理沉積，其中基線電解質(zhì)在裸銅箔上產(chǎn)生不均勻的枝晶，但TMSILN電解質(zhì)沉積球形鋰成核，導(dǎo)致更有利的鋰沉積（圖5a的插圖）。使用TEM和XPS對(duì)負(fù)極表面的進(jìn)一步分析表明，含有氮分解物質(zhì)的SEI生長薄層。因此，從LiNO3獲得的許多有益特性仍然可以使用新型加合物添加劑來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)避免溶解度限制等潛在缺點(diǎn)。

圖5. a） 含有1M LiPF6的Li/NMC532電池的電化學(xué)性能在EC：EMC（3：7體積%）電解液中，帶和不帶LTMSILN。插圖顯示了用 1 M LiPF6 循環(huán)電解鋰的 SEM 圖像在EC：EMC（3：7體積）電解液中。（b） 鋰電沉積在LiBF中的TEM圖像4-含電解質(zhì)（頂部）或含LCTFB的電解質(zhì)（底部）。（c） 鋰電沉積在 1.0 M LiPF 中的 TEM 圖像6在EC：EMC（3：7，v/v）中，不帶（頂部）和5wt%LCTFEB（底部）。（d） 含有 5 wt% LiBF4 的 Li/NMC532 電池的循環(huán)數(shù)據(jù)電解質(zhì)和 5 wt% LCTFB 電解質(zhì)。（e） 含有不含添加劑的標(biāo)準(zhǔn)電解質(zhì)和 532 wt% LCTFEB 的 Li/NMC5 電池的循環(huán)數(shù)據(jù)。

另外，合成了具有這些基本特性的兩種添加劑三氟（氰基）硼酸鋰（LiBF3CN或LCTFB）和氰基三（2,2,2-三氟乙基）硼酸鋰（LiB（OCH）2CF3)3CN，或LCTFEB），并與LiBF4進(jìn)行比較。盡管具有相似的結(jié)構(gòu)（圖1），但電池性能和SEI特性都因添加劑的選擇而異。循環(huán) Li/Li 對(duì)稱電池，頻率為 1 mA/cm2LCTFB電解質(zhì)的穩(wěn)定循環(huán)超過650小時(shí)，LCTFEB電解質(zhì)的循環(huán)穩(wěn)定超過500小時(shí)，但LiBF4的電池失效在400小時(shí)內(nèi)發(fā)生，對(duì)于不含添加劑的標(biāo)準(zhǔn)電解質(zhì)，在200小時(shí)內(nèi)發(fā)生。為了分析更實(shí)用的鋰金屬電池中的電解質(zhì)，構(gòu)建了Li/NCM523電池并在0.5C下循環(huán)。300次循環(huán)后，電池用LiBF4循環(huán)容量保持率為83.1%，而用LCTFB電解質(zhì)循環(huán)的電池的容量保持率為98.4%，電壓遲滯顯著降低（圖5d）。相比之下，使用無添加劑電解質(zhì)循環(huán)的電池在84次循環(huán)后具有2.236%的容量保持率，而使用LCTFEB電解質(zhì)循環(huán)的電池在91次循環(huán)后具有0.500%的容量保持性（圖5e）。添加劑上配體的選擇也會(huì)影響沉積的鋰和隨后形成的SEI的形態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)電解液中，不含添加劑，含LiBF4，苔蘚狀針狀枝晶沉積在表面上，而LCTFB和LCTFEB電解質(zhì)具有更光滑的表面。

此外，LCTFEB電解質(zhì)循環(huán)會(huì)產(chǎn)生大而笨重的鋰顆粒（>1μm）。電極的冷凍透射電鏡分析表明，SEI 的厚度也因電解質(zhì)而異，不含添加劑的標(biāo)準(zhǔn)電解質(zhì)和 LiBF4 的鋰厚度為 30、40、20 和 10 nm、LCTFB 和 LCTFEB（圖 5b，c）。用無添加劑電解質(zhì)循環(huán)的負(fù)極上的厚SEI表明對(duì)鋰離子擴(kuò)散具有很高的抵抗力，導(dǎo)致鋰縱向生長并產(chǎn)生用標(biāo)準(zhǔn)電解質(zhì)和LiBF4觀察到的針狀枝晶結(jié)構(gòu)電解質(zhì)。由于鋰離子通過薄SEI的擴(kuò)散相對(duì)較快，因此鋰顆粒的直徑能夠增長，導(dǎo)致在與LCTFB和LCTFEB電解質(zhì)循環(huán)時(shí)形成更大的顆粒。形成的SEI的化學(xué)成分也因電解質(zhì)而異，因此，在具有相似結(jié)構(gòu)特征的合成添加劑上選擇配體可以極大地影響SEI的形貌和組成，并導(dǎo)致鋰金屬負(fù)極性能的提高。

總結(jié)與展望

1. 協(xié)同鹽和添加劑組合，實(shí)現(xiàn)多個(gè)SEI設(shè)計(jì)目標(biāo)

SEI中的柔韌性和導(dǎo)電性都可改善鋰金屬負(fù)極性能，其形成的表面膜能夠保持穩(wěn)定并防止電解質(zhì)連續(xù)分解。但是，大多數(shù)組分僅解決其中一個(gè)目標(biāo)。如果可以選擇雙鹽來提供一些增加的離子電導(dǎo)率而不會(huì)顯著消耗鋰離子載體，除了優(yōu)先還原以形成聚合物SEI的添加劑之外，那么這兩個(gè)方面都可以實(shí)現(xiàn)。因此，添加劑和鹽應(yīng)以不同的比例和品種以組合方式進(jìn)行測(cè)試，以潛在地實(shí)現(xiàn)任何協(xié)同效應(yīng)。

2. 金屬鋰預(yù)處理優(yōu)先產(chǎn)生SEI

如果需要某些不一定溶于碳酸酯電解質(zhì)的組分，則鋰金屬負(fù)極表面的預(yù)處理可以幫助將這些組分摻入SEI中而不會(huì)原位形成。例如，在組裝電池之前表面的聚合物涂層與電解質(zhì)中的高導(dǎo)電添加劑相結(jié)合，可以使鋰金屬繼續(xù)電鍍和剝離，同時(shí)防止形成死鋰。

3. 改性電解質(zhì)與高壓正極的相容性

改性碳酸酯電解質(zhì)（而不是另一種溶劑類型）的主要優(yōu)點(diǎn)是碳酸酯在高壓正極上的穩(wěn)定性。因此，任何新型添加劑或獨(dú)特的鹽混合物都應(yīng)在高電位下進(jìn)行測(cè)試，以查看是否觀察到任何對(duì)整個(gè)電池有害的降解。

4. SEI的結(jié)構(gòu)控制

雖然較少討論，但SEI和沉積鋰顆粒的納米結(jié)構(gòu)和形態(tài)對(duì)于持續(xù)的鋰金屬電鍍/剝離至關(guān)重要。此外，如果可以設(shè)計(jì)出促進(jìn)納米結(jié)構(gòu)沉積和控制SEI生長的預(yù)鋰化涂層或添加劑，則鋰金屬負(fù)極性能可能會(huì)有所改善。

5. 以工業(yè)規(guī)模測(cè)試電解液

這里討論的大多數(shù)電解質(zhì)研究都是在實(shí)驗(yàn)室中小規(guī)模（紐扣電池）完成的。在紐扣電池中，電解質(zhì)量和鋰源相對(duì)不受限制。然而，在考慮未來在工業(yè)和商業(yè)規(guī)模上的應(yīng)用時(shí)，由于電池組的生產(chǎn)成本和能量密度，需要考慮電解液的數(shù)量和鋰箔的厚度。因此，應(yīng)在軟包電池和棱柱形電池上進(jìn)一步測(cè)試有希望的改性電解質(zhì)，以確保所有降解產(chǎn)物在更大范圍內(nèi)都是安全的，并且不會(huì)造成額外的危害。此外，電解液應(yīng)符合所有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括最小電解液量和電極負(fù)載速率。

審核編輯：劉清