稀醚基電解液的溶劑化行爲，與其在高壓正極上的性能之間，具有本質上的相關性。
蓋世汽車訊 據外媒報道，普渡大學 Vilas Pol 能源研究小組（ViPER）進行了一項研究，有望開發高能量密度可充電锂金屬電池，并解決醚基電解液的電化學氧化不穩定性問題。
（圖片來源：普渡大學）
該團隊的重點是設計和制造高容量材料，以用于下一代锂離子、锂硫、鈉離子、固态和超低溫電池系統，并提高安全性。該校化學工程教授 Vilas Pol 表示：" 目前儲能技術快速增長，旨在降低碳排放目标，并滿足消費電子和電動汽車市場對儲能系統的巨大需求。這要求下一代锂電池具有更高的能量密度和安全性。"
用高能锂金屬代替傳統的石墨負極材料，是一種富有前景的方法。然而，這種負極材料存在可循環性和安全性低等缺點。Pol 表示：" 從锂金屬電池（LMB）新技術基礎研究的角度來看，開發可以兼容富有前景的正、負極的電解液化學成分，具有重要意義。"
在這項研究中，研究人員證明，當使用高非極性二丙醚（highly nonpolar dipropyl ether）作爲電解液溶劑時，在工業可行配置下，低濃度乙醚基電解液（ether-based electrolyte）可以承受實際 LMB 中的長期高壓（4.3 V）操作。
Li 表示：" 本項研究的主要挑戰在于，利用稀醚基電解液，同時實現锂金屬負極和高壓正極的長期循環。醚的氧化穩定性較差，但與锂金屬負極可以合理兼容。這項研究的目标是擴展其高壓能力。研究人員從分子水平上證實了，稀醚基電解液的溶劑化行爲，與其在高壓正極上的性能之間，具有本質上的相關性。"
通過詳細的經典分子動力學（MD）模拟和密度泛函理論（DFT）計算，再加上多模态實驗分析，可以進一步解釋它們之間的相關性。結果表明，調節醚基電解液的溶劑化結構，可以重新排列溶劑化物種的降解順序，并在正極表面選擇性形成魯棒保護。此外，調整表面電雙層的成分，可以防止醚氧化。
這種獨特的動力學抑制方法不同于傳統的策略，如使用超高濃度電解液，或引入分子氟化以提高電解液的穩定性，這大大增加了電池的成本。與傳統的锂離子電池相比，ViPER 開發的 LMB，有望将能量密度提高 40%。
