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Towards a High‐Performance Lithium‐Metal Battery with Glyme Solution and an Olivine Cathode
ChemElectroChem ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-03-03 , DOI: 10.1002/celc.202000272 Shuangying Wei 1 , Shoichi Inoue 2 , Daniele Di Lecce 1 , Zhenguang Li 2 , Yoichi Tominaga 2, 3 , Jusef Hassoun 1, 3, 4
ChemElectroChem ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-03-03 , DOI: 10.1002/celc.202000272 Shuangying Wei 1 , Shoichi Inoue 2 , Daniele Di Lecce 1 , Zhenguang Li 2 , Yoichi Tominaga 2, 3 , Jusef Hassoun 1, 3, 4
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High‐performance lithium‐metal batteries are achieved by using a glyme‐based electrolyte enhanced with a LiNO3 additive and a LiFePO4 cathode. An optimal electrolyte formulation is selected upon detailed analysis of the electrochemical properties of various solutions formed by dissolving respectively lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI), lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI), and lithium bis(pentafluoroethanesulfonyl)imide (LiBETI) either in diethylene glycol dimethyl ether or in triethylene glycol dimethyl ether and by adding LiNO3. A thorough investigation shows evidence of efficient ionic transport, a wide stability window, low reactivity with lithium metal, and cathode/electrolyte interphase characteristics that are strongly dependent on the glyme chain length. The best Li/LiFePO4 battery delivers 154 mAh g−1 at C/3 (1 C=170 mA g−1) without any decay after 200 cycles. Tests at 1 C and 5 C show initial capacities of about 150 and 140 mAh g−1, a retention exceeding 70 % after 500 cycles, and suitable electrode/electrolyte interphases evolution.
中文翻译：
迈向高性能锂金属电池的甘氨酸溶液和橄榄石阴极
高性能锂金属电池是通过使用添加了LiNO 3添加剂和LiFePO 4阴极的甘醇二甲酸酯电解质实现的。通过详细分析通过分别溶解双（氟磺酰基）酰亚胺锂（LiFSI），双（三氟甲磺酰基）酰亚胺锂（LiTFSI）和双（五氟乙烷磺酰基）酰亚胺锂（LiBETI）形成的各种溶液的电化学性能来选择最佳的电解质配方。在二甘醇二甲醚或三甘醇二甲醚中加入LiNO 3。彻底的研究表明，有效的离子传输，宽的稳定性窗口，与锂金属的低反应性以及阴极/电解质间相特性均严格依赖于乙二醇链的长度。最好的Li / LiFePO 4电池在C / 3下提供154 mAh g -1（1 C = 170 mA g -1），经过200个循环后没有任何衰减。在1 C和5 C下进行的测试表明，初始容量约为150和140 mAh g -1，在500次循环后的保留率超过70％，并且电极/电解质之间的相变适当。
更新日期：2020-03-03
中文翻译：
迈向高性能锂金属电池的甘氨酸溶液和橄榄石阴极
高性能锂金属电池是通过使用添加了LiNO 3添加剂和LiFePO 4阴极的甘醇二甲酸酯电解质实现的。通过详细分析通过分别溶解双（氟磺酰基）酰亚胺锂（LiFSI），双（三氟甲磺酰基）酰亚胺锂（LiTFSI）和双（五氟乙烷磺酰基）酰亚胺锂（LiBETI）形成的各种溶液的电化学性能来选择最佳的电解质配方。在二甘醇二甲醚或三甘醇二甲醚中加入LiNO 3。彻底的研究表明，有效的离子传输，宽的稳定性窗口，与锂金属的低反应性以及阴极/电解质间相特性均严格依赖于乙二醇链的长度。最好的Li / LiFePO 4电池在C / 3下提供154 mAh g -1（1 C = 170 mA g -1），经过200个循环后没有任何衰减。在1 C和5 C下进行的测试表明，初始容量约为150和140 mAh g -1，在500次循环后的保留率超过70％，并且电极/电解质之间的相变适当。
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