清华大学刘凯教授EES：理性分子设计的电解液添加剂赋能无钴5V级高压锂金属电池

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【研究背景】 二次电池的能量密度与电池电压和比容量正相关，因此需要尽可能结合高电位的正极和低电位的负极，以提高电池的能量密度。近年来，基于LNMO的超高电压锂金属电池（LMBs）受到越来越多的关注，主要基于以下几点：i）LNMO正极的工作电压约为4.9 V，比容量为147 mAh/g，而锂金属负极具有最低的电化学负电位（-3.04 V）和最高比容量（3860 mAh/g）。因此，Li/LNMO电池的理论能量密度高达约650 Wh/kg；ii）由于不含有毒且昂贵的钴元素，LNMO正极比LiNi x Mn y Co 1-x-y O 2 具有更好的经济性与环境友好性；iii）LNMO的尖晶石结构比NCM的层状结构具有更好的热安全性和电化学稳定性。 然而，目前缺乏能够同时满足高度氧化的LNMO正极和高度还原的锂负极需求的电解液，这严重阻碍了超高电压锂金属电池的发展。在正极方面，当上限电压超过4.5 V时，传统电解 ………………………………