DN基電解液是最好的鋰電解液嗎？

理解鋰電極在DN基電解液中(LiAsF6-DN/TBA)的優(yōu)異性能對改進(jìn)商品化鋰電池的性能是非常重要的。這是因為它是到目前為止文獻(xiàn)中報道的金屬鋰蓄電池最優(yōu)的電解液體系，它有可能在商品化鋰蓄電池中得到應(yīng)用。在DN基電解液中，鋰的循環(huán)效率非常高，鋰的沉積形態(tài)也非常光滑，這主要是由于鋰在DN基電解液中，其表面的I膜主要由一些離子組分如HCOOLi、CH3CH20CH20Li(DN還原產(chǎn)物)、LiF和LixAsFy(鋰鹽還原產(chǎn)物)以及DN的低聚物(DN還原產(chǎn)物)組成。DN的低聚物不溶于電解液，而且由于它們含有0Li+邊基團(tuán)(Edge groups)而粘結(jié)在鋰電極表面上，由于在這一溶劑中鋰電極SEI膜含有這一彈性組分，而使鋰電極表面EI膜非常柔韌。因此鋰在這一電解液體系中沉積或溶解時，能更好地適應(yīng)金屬鋰的體積變化，所以能夠為鋰的沉積提供更好的鈍化。

充放電電流密度對鋰電極性能的影響及容量衰減機制鋰電極表面總是覆蓋著一層由Li20-LiOH組成的原始膜，當(dāng)它浸沒在DW基電解液中時，它們?nèi)匀痪哂幸欢ǖ姆€(wěn)定性。當(dāng)它以較低的速率放電時，這層原始膜并不是很快的發(fā)生變化，而是保持著部分的穩(wěn)定性。隨后，由于只有部分的鋰表面與電解液的組分發(fā)生反應(yīng)，而另一部分仍然保持著原有的表面化合物，導(dǎo)致鋰電極的表面變得非常不均勻。因此在上述情況下，鋰電極的表面是不均勻的和馬賽克狀的，從而導(dǎo)致鋰沉積過程的不均勻性，也就產(chǎn)生了枝晶，鋰被腐蝕的速度加快，這樣整個電池的性能，從循環(huán)壽命的角度來說，就變得很差。 當(dāng)這些鋰電池體系以較高的速率放電時，覆蓋在原始表面膜下面的鋰會很快被耗竭，因此這些表面就會變得非常不穩(wěn)定，很快被由溶劑還原產(chǎn)物組成的SEI膜所取代，這樣鋰的沉積過程就可能非常均勻，鋰的沉積形態(tài)也比較光滑。 雖然在DN基電解液中，鋰電極表面的鈍化非常有效，但是要得到完全致密均一、一點缺陷都沒有的SEI膜幾乎是不可能的。因此在充放電過程中，鋰電極與電解液之間不可避免地存在一些小規(guī)模反應(yīng)，循環(huán)過程中電解液與鋰的不斷反應(yīng)，消耗掉電池中有限的鋰和電解液是限制電池循環(huán)壽命的重要原因，它最終導(dǎo)致了電池的破壞。