湖大马建民Angew：添加剂促使疏水锂离子溶剂化结构，成功抑制LiPF6水解！

锂金属电池（LMBs）因其高能量密度而备受关注。然而，LiPF₆在商业碳酸酯电解液中的水解会破坏电极电解质固体界面和富镍正极的结构崩塌，从而导致锂枝晶失控生长和容量快速衰减。

湖南大学马建民等通过使用丙烯酸六氟异丙酯（HFAC）作为电解液添加剂，提出了一种疏水的Li⁺溶剂化结构，以提高LMBs的循环稳定性。

图1 HFAC对形成富含有机物的SEI层和抑制LiPF₆分解的影响

由于烯烃基团和非极性全氟化碳(-CF₂CF₂CF₃)链，HFAC有助于在锂离子溶剂化聚集体周围形成疏水表面，以保护LiPF₆免受痕量H₂O的攻击，并避免在锂负极和正极上形成离子绝缘分解副产物。此外，HFAC具有较低的最低未占分子轨道（LUMO）和较高的最高占据分子轨道（HOMO），可以在锂负极和正极上被还原和氧化，形成富含有机物的SEI和正极电解质界面（CEI）层。

图2 含与不含HFAC电解液中锂负极的SEI表征

形成的SEI和CEI层可以适应负极和正极的结构演变，从而提高对称锂金属电池和 Li|||LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)全电池的循环性能。因此，Li||Li对称电池在1 mA cm^-2的电流密度下表现出长达500小时的稳定循环性能。与NCM622正极配合使用时，锂金属电池表现出良好的循环稳定性，1C时的比容量为111 mAh g^-1，200次循环后容量保持率为74%。

这项工作不仅为抑制苔藓状锂枝晶的形成和稳定LMBs提供了有效的方法，而且为物理阻碍微量水而不是化学清除提供了一种新的设计思路。

图3 全电池性能及CEI表征

Additive-Assisted Hydrophobic Li+-Solvated Structure for Stabilizing Dual Electrode Electrolyte Interphases through Suppressing LiPF6 Hydrolysis. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202205091