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采用鋰金屬負極（LMA）和高壓LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂（NCM811）正極的積極化學反應被認為是追求400 Wh kg^-1的一種務實方法。然而，它們的實施受到低庫侖效率和差循環(huán)穩(wěn)定性的困擾。

圖1. 陰離子富集界面的設計原則

中科院物理所索鎏敏等提出將一種最佳的氟化線性羧酸酯（3,3,3-三氟丙酸乙酯，F(xiàn)EP）與弱溶劑化的氟代碳酸乙烯和解離的鋰鹽（LiBF₄和LiDFOB）配對，以制備一種弱溶劑化和解離的電解液。

研究顯示，通過引入氟化線性羧酸酯，在設計的電解液中實現(xiàn)了陰離子富集界面，這種界面會導致更多的陰離子在內(nèi)亥姆霍茲平面分解，從而有助于無機豐富的界面化學。相應地，獲得了緊湊的柱狀鋰沉積物，鋰沉積/剝離的CE高達~98.7%。

圖2. 鋰金屬負極的電化學性能和特征分析

此外，4.6V的NCM811和LiCoO₂正極可以穩(wěn)定循環(huán)100次以上，電壓衰減很小，這得益于抑制了正極-電解液的副反應、NCM二次粒子的裂解和過渡金屬離子的溶出。

因此，構(gòu)建的工業(yè)無陽極軟包電池（>200 mAh）在高負載（4.64 mAh cm-2）和貧電解液（2.75 g Ah^-1）的苛刻測試條件下，經(jīng)過100次循環(huán)后仍有80%的容量，對應的能量密度為442.5 Wh/kg?？傊?，這項工作提出的稀電解液中陰離子富集界面的方法將為精確的電解液工程提供指導，以實現(xiàn)高壓富鎳鋰金屬電池。

圖3. 4.6V NCM811和LiCoO₂正極的電化學性能

Anion-enrichment interface enables high-voltage anode-free lithium metal batteries. Nature Communications 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-36853-x

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?索鎏敏Nature子刊：富陰離子界面使4.6V無陽極鋰金屬電池成為可能！

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