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研究概述

雙（氟磺酰）亞胺鋰（LiFSI）優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性使其成為鋰離子電池（LIBs）的首選鹽。

然而，LiFSI在低電位（3.8 V vs Li/Li⁺）下對(duì)鋁（Al）集流體的腐蝕是一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)，阻礙了LiFSI在4 V級(jí)LIBs中的應(yīng)用。

基于此，2024年10月22日，上海交通大學(xué)梁正副教授/方明明、寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司Honggang Yu在國(guó)際期刊Advanced Energy Materials發(fā)表題為《Solvation Regulation via Hydrogen Bonding to Mitigate Al Current Collector Corrosion for High-Voltage Li-Ion Batteries》的研究論文。

在這里，研究人員提出2,2,2-三氟乙基甲磺酸酯（TFMS）作為一種多功能助溶劑來(lái)解決鋁集流體腐蝕的問(wèn)題。

研究表明，將TFMS加入到傳統(tǒng)的LiFSI基碳酸酯電解液中，可以通過(guò)與碳酸二甲酯（DMC）溶劑的氫鍵相互作用精確調(diào)整Li⁺的溶劑化結(jié)構(gòu)。

這削弱了DMC與Li⁺之間的配位，同時(shí)增加了FSI^?陰離子在初級(jí)溶劑化殼中的參與度，有效抑制了由游離FSI^?陰離子攻擊引起的鋁集流體腐蝕。

此外，TFMS和FSI^?協(xié)同誘導(dǎo)形成富含無(wú)機(jī)物且致密的正極電解液界面，顯著避免了不良的副反應(yīng)。

結(jié)果表明，TFMS電解液使1.2 Ah石墨||NCM811（LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂）軟包電池在4.4 V截止電壓下循環(huán)200次后，容量保持率達(dá)到 89.9%，平均庫(kù)侖效率大于99.9%，為開(kāi)發(fā)先進(jìn)的高電壓LIBs提供了見(jiàn)解。

圖文解讀

圖1：電解液的溶劑化結(jié)構(gòu)

圖2：石墨||NCM811全電池的電化學(xué)性能

圖3：循環(huán)后NCM811正極的形態(tài)特征

文獻(xiàn)信息

Solvation Regulation via Hydrogen Bonding to Mitigate Al Current Collector Corrosion for High-Voltage Li-Ion Batteries,?Advanced Energy Materials,?2024.

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/10/27/71705e59c1/

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