Abstrak
Pelarut dalam elektrolit polimer cair dan gel dikenal berkontribusi terhadap konduktivitas ionik tinggi dalam baterai logam litium berdensitas energi tinggi. Namun, reaksi parasit yang melibatkan pelarut dan logam litium menimbulkan risiko keamanan dalam kondisi penyalahgunaan termal dan masa pakai yang buruk selama siklus suhu ruangan, yang jarang diselidiki. Studi ini memperkenalkan elektrolit mono-pelarut termoresponsif sebagai sakelar pengaman bawaan. Elektrolit mono-pelarut berpolimerisasi pada suhu tinggi, menciptakan jaringan polimer pasif tanpa residu pelarut. Polimer menunjukkan stabilitas termal yang tinggi dengan retensi massa 91% pada 200 °C dan secara signifikan menekan reaksi samping antara logam litium dan elektrolit, mengurangi risiko thermal runaway. Baterai kantong Li||LiNi 0,8 Co 0,1 Mn 0,1 O 2 tingkat Ah yang menggunakan elektrolit ini dapat secara efisien meningkatkan suhu kritis thermal runaway hingga 75 °C dibandingkan dengan elektrolit polimer gel termoresponsif. Pada suhu sekitar, elektrolit mendorong pembentukan antarmuka elektrolit padat (SEI) yang stabil, kaya akan LiF dan Li 2 O, yang secara efektif mengurangi reaksi samping dan pertumbuhan dendrit pada anoda litium. Akibatnya, sel Li||LiNi 0,5 Co 0,2 Mn 0,3 O 2 mempertahankan kapasitas 91% setelah 152 siklus, bahkan di bawah katode beban tinggi (19,7 mg cm −2 , 3 mAh cm −2 ). Penelitian ini menawarkan wawasan berharga untuk menghambat reaksi parasit selama siklus elektrokimia dan thermal runaway, meningkatkan masa pakai dan keamanan baterai dengan kepadatan energi tinggi.