Nano Energy:热稳定性无HF碳酸酯电解液助力实用化4.4V级Li//NCM811电池

草堂

2022-03-21

  氟代碳酸乙烯酯（FEC）被视为是能够有效稳定高压锂金属电池的一种高效碳酸酯电解液共溶剂。然而，在痕量水存在的情况下，FEC会与LiPF₆的分解产物发生反应形成腐蚀性HF，这会对锂金属电池的性能造成不利影响。最近，苏州纳米所沈炎宾研究员和哈工大Jingying Xie等采用非亲核性有机碱作为电解液添加剂实现了含FEC的碳酸酯电解液在高电压锂电池中的高度稳定性。

文章要点

1）研究人员使用乙氧基（五氟）环三磷腈（PFN）作为多功能添加剂。PFN中的-P=N-作为一种给电子官能团，能够与具有路易斯酸性的HF和PF₅表现出很强的亲和性。同时，由于苯结构的空间位阻，PFN没有表现出强烈的亲核性质，也不会与大的烷基（如FEC）形成络合物，从而增强了FEC-LiPF₆碳酸酯基电解质的化学稳定性。

2）研究人员发现3%的添加剂含量即可实现1 M LiPF6-FEC/DME电解液在4.4V级Li//NCM811电池的稳定。此外，为了进一步提高高电压电池中正极电解质界面和负极电解质界面的稳定性，研究人员还向电解液中国加入了LiDFOB作为成膜添加剂。

参考文献

Liheng Zhang et al, Practical 4.4 V Li||NCM811 Batteries Enabled by A Thermal Stable and HF Free Carbonate-based Electrolyte, Nano Energy, 2022

DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107122

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522002038?dgcid=rss_sd_all#!