更经济和可持续的可充电电池

新型的超低浓度电解质可能成为更经济和更可持续的替代品。研究团队向《德国应用化学》杂志报告指出，基于锂盐LiDFOB的超低浓度电解质可以带来高性能，并且有利于电池的生产和回收。

锂离子电池（LIBs）为智能手机、平板电脑提供动力，驱动电动车并储存电力。大多数LIBs的主要组件是氧化钴锂（LCO）正极、石墨负极以及提供移动离子进行正负极反应的液态电解质。这些电解质决定了形成在电极上的界面层的特性，从而影响电池的循环性能等特征。商业电解质大多仍然基于30年前制定的1.0至1.2摩尔/升的六氟磷酸锂（LiPF6）在羧酸酯（"碳酸酯溶剂"）中的体系。过去十年里，高浓度电解质（>3摩尔/升）得到发展，通过促进形成稳定的无机主导的界面层来提高电池性能。然而，这些电解质具有较高的粘度、较差的润湿能力和较差的导电性。此外，所需的大量锂盐也使它们非常昂贵，这通常是可行性的关键参数。

为了降低成本，研究开始转向超低浓度电解质（<0.3摩尔/升）。然而，这些电解质的缺点是，电池会分解比少量盐阴离子更多的溶剂，导致有机主导的不稳定界面层。

现在，由中国宁波大学和美国波多黎各大学里奥皮埃德拉斯校区的袁金亮、夏岚和吴显勇领导的团队已经开发出一种适用于锂离子电池实际应用的超低浓度电解质：LiDFOB/EC-DMC。 LiDFOB（氟氧代硼酸锂）是一种常见添加剂，比LiPF6显著便宜。 EC-DMC（乙基碳酸酯/二甲基碳酸酯）是商业碳酸酯溶剂。该电解质具有潜在记录打破的低盐含量（2重量％，0.16摩尔/升），但具有足够高的离子导电率（4.6毫西门子/厘米），可以用于操作电池。此外，DFOB- 阴离子的特性使其能够在LCO和石墨电极上形成无机主导的稳健界面层，导致半电池和全电池具有出色的循环稳定性。

目前使用的LiPF6在存在水分的情况下会分解，释放高毒性和腐蚀性的氢氟酸气体（HF），而LiDFOB是稳定的。使用LiDFOB的LIBs可以在常规环境条件下制造，而不是严格的干燥室条件，这是一个节约成本的特点。回收也将变得更加简单，更具可持续性。