德国科学家采用了一种新的阴极和电解液组合来提高锂金属电池的稳定性。他们制造了一种能量密度为每千克560瓦时、库仑效率为99.94%的装置。
德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）和赫尔姆霍兹乌尔姆研究所（HIU）的研究人员制造了一种锂金属电池，采用了阴极和电解液的新组合，他们声称这种组合可以帮助该装置达到每千克560瓦时的能量密度。
该电池基于一种低钴、富镍的层状阴极，称为NCM88。科学家们说，与市售有机电解质LP30相比，NCM88具有较高的能量密度和更好的稳定性。”在LP30电解液中，粒子裂纹出现在阴极上，”HIU教授StefanoPasserini解释道电解液在这些裂缝内发生反应，破坏结构，并在阴极上形成厚的苔藓状含锂层。”
据研究人员称，这种反应会对电池的稳定性产生负面影响，是目前阻碍其技术和商业成熟度的主要问题。为了解决这一问题，他们使用了一种低挥发性、不易燃的离子液体电解质（ILE），其中含有两种阴离子，即双（氟磺酰）酰亚胺（FSI）和双（三氟甲磺酰）酰亚胺（TFSI）。
他们进一步解释说，新阴极和电解液的组合有利于在电解液中形成阴极-电解液界面（CEI）层，保护NCM88表面免受与电解液本身的有害反应，从而避免形成微裂纹。据说，双阴离子电解质还显示出与锂金属和用于该装置的高压正极材料的兼容性。
“该电解液的初始比容量为214mAhg−1，在1000次循环中保持了88%的卓越容量，平均库仑效率为99.94%，”德国研究小组指出，电解液的新配置显著减少了富镍阴极的结构变化。库仑效率是指同一循环内的放电容量与充电容量之比。
关于电池的所有细节都可以在最近发表在《焦耳》杂志上的一篇论文中找到，这篇论文称双阴离子-离子液体电解质能够在锂金属电池中实现稳定的富镍阴极。
