An Artificial Lithium Protective Layer that Enables the Use of Acetonitrile‐Based Electrolytes in Lithium Metal Batteries

The resurgence of the lithium metal battery requires innovations in technology, including the use of non‐conventional liquid electrolytes. The inherent electrochemical potential of lithium metal (−3.04 V vs. SHE) inevitably limits its use in many solvents, such as acetonitrile, which could provide e...

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Veröffentlicht in:Angewandte Chemie 2018-04, Vol.130 (18), p.5166-5169
Hauptverfasser: Trinh, Ngoc Duc, Lepage, David, Aymé‐Perrot, David, Badia, Antonella, Dollé, Mickael, Rochefort, Dominic
Format: Artikel
Sprache:eng
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Beschreibung
Zusammenfassung:The resurgence of the lithium metal battery requires innovations in technology, including the use of non‐conventional liquid electrolytes. The inherent electrochemical potential of lithium metal (−3.04 V vs. SHE) inevitably limits its use in many solvents, such as acetonitrile, which could provide electrolytes with increased conductivity. The aim of this work is to produce an artificial passivation layer at the lithium metal/electrolyte interface that is electrochemically stable in acetonitrile‐based electrolytes. To produce such a stable interface, the lithium metal was immersed in fluoroethylene carbonate (FEC) to generate a passivation layer via the spontaneous decomposition of the solvent. With this passivation layer, the chemical stability of lithium metal is shown for the first time in 1 m LiPF6 in acetonitrile. Ein künstlicher Schutzfilm bildet sich spontan, wenn Lithiummetall mit reinem Fluorethylencarbonat in Kontakt tritt. Diese Feststoff‐Elektrolyt‐Grenzschicht verhindert die Zersetzung der Lithiumanode durch Acetonitril, das daher als Lösungsmittel für hoch leitfähige Elektrolyte in Lithiummetallbatterien verwendet werden kann. So behandelte Elektroden zeigten in 700 Betriebsstunden keine Anzeichen für parasitische Reaktionen.
ISSN:0044-8249
1521-3757
DOI:10.1002/ange.201801737