图1：石墨负极表面不可控析锂和安全可逆析锂的对比示意图

       在当前的新能源时代，锂离子电池的快充能力是决定市场竞争力的一个关键因素。然而，目前商业化使用的石墨负极由于其低的工作平台，在快充电过程中极易产生不规则且存在严重安全隐患的锂枝晶。针对这一问题，广泛使用的策略主要聚焦于针对某一限速步骤的改进来限制析锂行为。然而，在实际应用中，测试条件（如倍率、电荷状态和温度）之间复杂的相互作用使得单个限速步骤很难在整个过程中持续有效，这意味着在快充电条件下，石墨负极上的析锂行为几乎不可能完全消除。 

       针对上述问题，上海交通大学变革性分子前沿科学中心梁正课题组提出在传统的碳酸酯类电解液中加入三甘醇二甲醚-硝酸锂协同添加剂，构建富含氮化锂的弹性SEI，实现了在快速充电中，在保证石墨嵌锂容量的前提下，石墨负极表面的析锂高度可逆。具体而言，该工作中提出的协同添加剂分解衍生的低聚醚和丰富的氮化锂等组分在石墨表面交联形成了一种具有快速离子通量且能缓释析锂应力的弹性SEI，大大提高了析锂前后SEI的稳定性，促进了锂的均匀沉积。通过有效地利用而不是抑制析锂，可以实现石墨负极快速、安全和长期的充放电目标。

图2：相关电化学数据

       相关研究成果以“Li Plating Regulation on Fast-Charging Graphite Anodes by a Triglyme-LiNO3 Synergistic Electrolyte Additive”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed. （德国应用化学）上，第一作者为上海交通大学变革性分子前沿科学中心科研助理徐雪娇、上海交通大学变革性分子前沿科学中心助理研究员岳昕阳。第一通讯单位为上海交通大学变革性分子前沿科学中心。 

文章信息

Xuejiao Xu#, Xinyang Yue#, Yuanmao Chen, and Zheng Liang*, Li Plating Regulation on Fast-Charging Graphite Anodes by a Triglyme-LiNO3 Synergistic Electrolyte Additive. Angew. Chem. Int. Ed., e202306963 (2023). 

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202306963

第一作者：徐雪娇、岳昕阳

通讯作者：梁正

通讯单位：上海交通大学变革性分子前沿科学中心