德國科學家采用了一種新的陰極和電解液組合來提高鋰金屬電池的穩定性。他們制造了一種能量密度為每千克560瓦時、庫侖效率為99.94%的裝置。

德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）和赫爾姆霍茲烏爾姆研究所（HIU）的研究人員制造了一種鋰金屬電池，采用了陰極和電解液的新組合，他們聲稱這種組合可以幫助該裝置達到每千克560瓦時的能量密度。

該電池基于一種低鈷、富鎳的層狀陰極，稱為NCM88。科學家們說，與市售有機電解質LP30相比，NCM88具有較高的能量密度和更好的穩定性?！痹贚P30電解液中，粒子裂紋出現在陰極上，”HIU教授StefanoPasserini解釋道電解液在這些裂縫內發生反應，破壞結構，并在陰極上形成厚的苔蘚狀含鋰層?！?/p>

據研究人員稱，這種反應會對電池的穩定性產生負面影響，是目前阻礙其技術和商業成熟度的主要問題。為了解決這一問題，他們使用了一種低揮發性、不易燃的離子液體電解質（ILE），其中含有兩種陰離子，即雙（氟磺酰）酰亞胺（FSI）和雙（三氟甲磺酰）酰亞胺（TFSI）。

他們進一步解釋說，新陰極和電解液的組合有利于在電解液中形成陰極-電解液界面（CEI）層，保護NCM88表面免受與電解液本身的有害反應，從而避免形成微裂紋。據說，雙陰離子電解質還顯示出與鋰金屬和用于該裝置的高壓正極材料的兼容性。

“該電解液的初始比容量為214mAhg?1，在1000次循環中保持了88%的卓越容量，平均庫侖效率為99.94%，”德國研究小組指出，電解液的新配置顯著減少了富鎳陰極的結構變化。庫侖效率是指同一循環內的放電容量與充電容量之比。

關于電池的所有細節都可以在最近發表在《焦耳》雜志上的一篇論文中找到，這篇論文稱雙陰離子-離子液體電解質能夠在鋰金屬電池中實現穩定的富鎳陰極。