來自德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）和亥姆霍茲研究所（HIU）的研究人員建立了一個(gè)具有新的陰極和電解質(zhì)組合的鋰金屬電池，他們聲稱這可以幫助該設(shè)備達(dá)到每公斤560瓦時(shí)的能量密度。

該電池基于一種被稱為NCM88的低鈷、富鎳的層狀陰極，科學(xué)家們說，與被稱為LP30的市售有機(jī)電解質(zhì)相比，該陰極為電池提供了高能量密度和更好的穩(wěn)定性。HIU教授StefanoPasserini解釋說：在LP30電解質(zhì)中，陰極上會(huì)出現(xiàn)顆粒裂縫。電解質(zhì)在這些裂縫中發(fā)生反應(yīng)，破壞了結(jié)構(gòu)，在陰極上形成了厚厚的、類似苔蘚的含鋰層。

根據(jù)研究人員的說法，這種反應(yīng)對(duì)電池的穩(wěn)定性產(chǎn)生了負(fù)面影響，是目前阻礙其技術(shù)和商業(yè)成熟的主要問題。為了解決這個(gè)問題，他們使用了一種低揮發(fā)性和不易燃的離子液體電解質(zhì)（ILE），其中包含兩個(gè)陰離子，即雙（氟磺酰）亞胺（FSI）和雙（三氟甲磺酰）亞胺（TFSI）。

他們進(jìn)一步解釋說，新陰極和電解質(zhì)的結(jié)合有利于在電解質(zhì)中形成陰極電解質(zhì)間相（CEI）層，該層保護(hù)NCM88表面不與電解質(zhì)本身發(fā)生有害反應(yīng)，從而避免形成微裂縫。據(jù)稱，這種雙陰離子電解質(zhì)還顯示出與鋰金屬和用于該設(shè)備的高壓正極材料的兼容性。

這種電解質(zhì)使初始比容量達(dá)到214mAhg-1，并在1000個(gè)循環(huán)中保持88%的出色容量，平均庫侖效率為99.94%，研究小組進(jìn)一步指出電解質(zhì)的新配置大大減少了富鎳陰極的結(jié)構(gòu)變化。庫侖效率是指在同一周期內(nèi)放電容量與充電容量的比率。

關(guān)于該電池的所有細(xì)節(jié)可以在最近發(fā)表在Joule雜志上的論文《雙陰離子液體電解質(zhì)使鋰金屬電池中的富鎳陰極穩(wěn)定》中找到。