Electrolitos anclados débilmente solvatados para baterías de iones de litio de alta tensión y baja temperatura

Resumen Los electrolitos dotados de alta estabilidad interfacial de oxidación/reducción, un rápido proceso de desolvatación de iones Li y una conductividad iónica decente en un amplio rango de temperaturas son críticos para el rendimiento de baterías densas en energía a bajas temperaturas y carga rápida, sin embargo, estas características rara vez se satisfacen simultáneamente. Aquí, reportamos electrolitos anclados débilmente solvatados (AWSEs), que están diseñados al extender la longitud de cadena del solvente electrolítico de éter de polióxido de metileno, pueden lograr los méritos anteriores a concentraciones moderadas de sal. El segmento −O−CH2−O− en el solvente permite la débil estructura de coordinación de cuatro miembros con Li+ y el aumento del número de segmentos puede anclar el solvente por Li+ sin sacrificar significativamente la capacidad de disociación iónica. Por lo tanto, los AWSEs de sal única/solvente único permiten un comportamiento libre de co-intercalación de solvente hacia el ánodo de grafito (Gr) y alta estabilidad de oxidación hacia el cátodo de alto níquel (LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2‐NCM811), así como la formación de una interfaz enriquecida en inorgánicos entre el electrodo y el electrolito en ambos debido a las capas de solvatación ricas en aniones. La retención de capacidad de la celda de bolsa tipo Gr||NCM811 puede alcanzar el 70.85% durante 1000 ciclos a temperatura ambiente y el 75.86% durante 400 ciclos a −20 °C. Este trabajo señala un camino prometedor hacia el diseño molecular de solventes electrolíticos para sistemas de baterías de alta energía/potencia que sean adaptativos a condiciones extremas.