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山西大学学报(自然科学版)2025年第06期:乙腈基局部高浓度电解液实现石墨负极快充

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作者:张凡;曹阳;张鑫磊;冯渊渊;李嘉晨;于皓天;赵斌;韩晓刚;

单位:山西大学电力与建筑学院;西安交通大学电气工程学院,电工材料电气绝缘全国重点实验室;

摘要:传统碳酸酯基电解液体系难以满足锂离子电池快速充电的性能需求,而基于乙腈的高浓度电解液,因其优异的还原稳定性和快充潜力备受关注。本文针对传统碳酸酯电解液在石墨负极快充性能上的不足,系统探究其应用于石墨负极的快速充电特性。拉曼光谱和扫描电子显微镜分别揭示了电解液溶剂化结构特征与电极界面形貌演变规律,结合线性扫描伏安法和循环伏安法阐明了体系的电化学稳定性与反应动力学机制。实验表明,该局部高浓度电解液(Localized High-concentration Electrolytes, LHCEs)体系展现出优异的化学/电化学稳定性,石墨||Li半电池在0.2 C和5.0 C倍率下分别实现388 mAh·g~(-1)和205 mAh·g~(-1)的容量输出,5.0 C循环100次后容量保持率达90%,表现出良好倍率性能和循环稳定性,为快充锂离子电池的电解质设计提供了新思路。

关键词:溶剂化结构调控;;固态电解质界面;;离子迁移率;;稀释剂效应;;锂盐配位

基金资助:国家自然科学基金(22209101);; 山西大学“文瀛青年学者”项目(137541093)