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?AFM：構(gòu)建彈性SEI/CEI助力鋰離子電池45℃下穩(wěn)定運(yùn)行！

制備高能量鋰離子電池的關(guān)鍵是確保含硅負(fù)極和富鎳正極的界面穩(wěn)定性。

圖1. 添加劑設(shè)計(jì)

韓國科學(xué)技術(shù)院Nam-Soon Choi、蔚山科學(xué)技術(shù)院Sung You Hong、高麗大學(xué)Sang Kyu Kwak等采用一種多功能電解液添加劑，4-（烯丙氧基）苯基氟硫酸鹽（APFS），形成了由LiF和聚合物物種組成的機(jī)械應(yīng)變適應(yīng)性固體電解質(zhì)間相（SEI），以及包含S-O和S-F物種的熱穩(wěn)定正極-電解質(zhì)界面。

碳酸乙烯酯（VC）與APFS通過電化學(xué)引發(fā)的自由基共聚在SiG-C（30wt.%石墨+70wt.%SiC復(fù)合材料）負(fù)極上形成了空間可變形的聚合物SEI，可以在電化學(xué)循環(huán)過程中承受SiG-C負(fù)極的嚴(yán)重體積變化。

此外，合成的APFS添加劑有助于形成SEI和CEI，它們包括熱穩(wěn)定性強(qiáng)的硫物種和密度較低的類聚合物成分，從而使鋰離子能夠容易地傳輸。

圖2. 添加劑的電化學(xué)性能驗(yàn)證

含硫CEI抑制了正極處電解液的進(jìn)一步氧化，有效地減少了高溫下脫鋰正極的熱釋放，并抑制了過渡金屬從NCM811正極的溶解。此外，APFS使PF₅失活的能力減輕了NCM811正極和SiG-C負(fù)極的界面間誘導(dǎo)的不穩(wěn)定性。

受益于上述優(yōu)勢(shì)，VC與APFS的聯(lián)合使用使SiG-C/ NCM811全電池在45℃下循環(huán)300次后容量保持率達(dá)72.5%，并且容量高達(dá)143.5 mAh g^-1。

總體而言，這項(xiàng)研究可能為設(shè)計(jì)新型電解液添加劑提供方向，并有機(jī)會(huì)取代在LiPF₆基電解液中表現(xiàn)出熱不穩(wěn)定性和化學(xué)不穩(wěn)定性的傳統(tǒng)電解液添加劑，如FEC。

圖3. 循環(huán)后的SiG-C負(fù)極研究

Elastic Interfacial Layer Enabled the High-Temperature Performance of Lithium-Ion Batteries via Utilization of Synthetic Fluorosulfate Additive. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202303029

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/06/e4c7b0b04d/

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