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Ultra-Low Content Triethylammonium Chloride Facilitates Localized High-Concentration Electrolytes and Formation of Inorganic Solid Electrolyte Interface

  • Zhihua Lin
  • , Frederik Bettels
  • , Taoran Li
  • , Sreeja K. Satheesh
  • , Haiwei Wu
  • , Fei Ding
  • , Chaofeng Zhang
  • , Yuping Liu*
  • , Hui Ying Yang
  • , Lin Zhang*
  • *Korrespondierende*r Autor*in für diese Arbeit

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftArtikelForschungPeer-Review

Abstract

Localized high-concentration electrolytes offer a potential solution for achieving uniform lithium deposition and a stable solid-electrolyte interface in Lithium metal batteries. However, the use of highly concentrated salts or structure-loaded diluents can result in significantly higher production costs and increased environmental burdens. Herein, a novel localized high-concentration electrolyte is developed, comprising ultra-low content (2% by mass) triethylammonium chloride as an electrolyte additive. The stable Lewis acid structure of the triethylammonium chloride molecule allows for the adsorption of numerous solvent molecules and TFSI anions, intensifying the electrostatic interactions between lithium ions and anions. The chloride ions introduced by TC, along with TFSI anions, integrate into the solvent sheath, forming a LiCl-rich inorganic SEI and enhancing the electrochemical performance of the lithium metal anode. The improved Li||Li cell shows excellent cycling stability for over 500 h at 1 mA cm2 with a 27 mV overpotential. This work provides insights into the impact of electrolyte additives on the electrode-electrolyte interface and Li-ion solvation, crucial for safer lithium metal battery development.

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummere70029
FachzeitschriftEnergy and Environmental Materials
Jahrgang8
Ausgabenummer5
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 4 Aug. 2025

UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs)

2015 einigten sich die UN-Mitgliedstaaten auf 17 globale Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) zur Beendigung von Armut, zum Schutz des Planeten und zur Förderung des allgemeinen Wohlstands. Hiermit leisten wir einen Beitrag zu folgendem/n Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung (SDGs):

  1. SDG 7 - Erschwingliche und saubere Energie
    SDG 7 Erschwingliche und saubere Energie

ASJC Scopus Sachgebiete

  • Erneuerbare Energien, Nachhaltigkeit und Umwelt
  • Allgemeine Materialwissenschaften
  • Gewässerkunde und -technologie
  • Umweltwissenschaften (sonstige)
  • Abfallwirtschaft und -entsorgung
  • Energie (sonstige)

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