Integrated Solvation Chemistry Enables High Energy Li Metal Batteries
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Le résumé fourni par la source
Rational electrolyte design for high-energy Li metal batteries (LMBs) demands the simultaneous suppression of solvent reactivity and the promotion of anion reduction. However, existing approaches often fall short due to inadequate control over the solvation structure, leading to excessive free solvent and anion species and continual side reactions. Here, we propose a solvation integration strategy that confines both solvent molecules and anions within the first solvation sheath, thereby minimizing their reactivity. As a proof of concept, we employ lithiophilic (trifluoromethoxy)fluorobenzene (TFMFB) to tune Li + solvation by enhancing the affinity of solvents toward Li +, ensuring favorable Li + kinetics. Simultaneously, lipophilic (trifluoromethyl)cyclohexane (FMCH) forms an outer-layer kinetic barrier that inhibits solvent/anion desolvation. This inner-lithiophilic and outer-lipophilic configuration creates synergistic confinement, significantly enhancing oxidation stability and enabling robust interfacial chemistry. As a result, an anode-free Cu∥LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 (NCM523) pouch cell utilizing the tailored solvation-integrated electrolyte (SIE) achieves 80% capacity retention after 120 cycles. Furthermore, the aggressive 10 Ah Li∥LiNi 0.9 Co 0.05 Mn 0.05 O 2 (NCM955) pouch cell with an ultralean electrolyte (1.1 g Ah –1 ) delivers an ultrahigh energy density of 568 Wh kg –1 . This solvation integration concept provides a promising guideline for the electrolyte design toward practical high-energy LMBs.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Integrated Solvation Chemistry Enables High Energy Li Metal Batteries
- Date Crossref
- 08/10/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Hangzhou Wanxiang Polytechnic pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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ASM International (Finland) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Zhejiang University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Shanghai Jiao Tong University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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National Institute of Clean and Low-Carbon Energy pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Zhejiang University of Science and Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Polytechnic Institute pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Materials Science and Engineering State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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China-UK Low Carbon College pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Shanghai Institute of Space Power-Sources pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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State Key Laboratory of Space Power-Sources Technology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center pays non établi dans la noticeInstitution
Hangzhou Wanxiang Polytechnic, ASM International (Finland) et Zhejiang University, avec 9 autres affiliations.
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