​厦大乔羽Angew：操纵氟醚衍生的亲核分解产物减轻阴极中极化诱导的容量损失

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​厦大乔羽Angew：操纵氟醚衍生的亲核分解产物减轻阴极中极化诱导的容量损失
电解液工程是提高高能锂离子电池富锂层状氧化物阴极（LRLO）性能的一个令人着迷的选择。然而，许多现有的电解液设计和调整原理往往忽视了LRLO带来的独特挑战，尤其是亲核攻击。
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图1. 电解液设计策略
厦门大学乔羽等引入了一种高效的电解液策略，旨在消除LRLO中的电化学氧化和亲核攻击。这种策略是在碳酸酯基电解液（1M LiPF6，EC：EMC = 3：7，体积比）中加入20%的氟醚（1，1，2，2-四氟乙基- 2，2，3，3-四氟丙基醚（HFE））。
具体来说，HFE的有益特性包括了优良CEI 结构所需的特性。它通过提供充足的LiF为CEI的结构提供足够的刚性，而交联聚合物则确保了界面层的柔韧性。因此，在含有HFE的电解液中，LRLO表面会形成均匀的薄CEI。
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图2. 电化学性能研究
最重要的是，HFE起着缝合作用，可防止碎裂或可溶产物从碳酸酯电解液中逸出，从而有助于构建稳定、均匀、薄而具有刚性和柔性的 CEI，有效防止电解液分解并抑制结构畸变。
得益于循环过程中对CEI的有效保护，极化现象显著减少，这使得使300次循环后的容量保持率从39%提高到78%。这种成功的电解液设计强调了全面考虑阴极独特特性的重要性，并为优化具有阴离子氧化还原化学性质的高压阴极电解液提供了宝贵的指导。
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图3. CEI的表征
Manipulated Fluoro-Ether derived Nucleophilic Decomposition Products for Mitigating Polarization-Induced Capacity Loss in Li-Rich Layered Cathode. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202316790

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