华科胡先罗EnSM：4.6V锂金属电池中不可燃全氟化碳酸酯电解质在高温下的衰减机制

高度氟化电解质因其独特的性能在锂金属电池（LMB）中引起了广泛关注。然而，氟化电解质在高温下的复杂衰减机制尚不清楚，这对于评估其在极端环境中实际应用的适用性至关重要。

在此，华中科技大学胡先罗团队研究了高温对含氟电解质稳定性的影响以及 4.6 V锂钴氧化物正极与电解质间界面的形成机制。

结果表明，温度升高会显著影响电解质的稳定性和界面产物的形成。特别地，在高温和4.6 V条件下，1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚会在活性氧的催化下分解。其中，含氟电解质的降解主要是由温度引起的碳酸氟乙酯分解造成的。虽然碳酸（2,2,2-三氟乙基）甲酯在该含氟体系的溶剂中具有极高的稳定性，但在极端环境中仍会发生降解。

图1. 55℃循环过程中AF电解液在正极表面发生分解反应

总之，该工作揭示了全氟电解质在55℃下失效的根本原因。具体而言，FEC开环和LiPF₆水解副反应受温度影响较大，导致电池性能加速恶化。同时在4.6 V LCO基的LBs中验证了TTE分解及其产物。在该工作中尽管溶剂化结构有所改善，但TTE还可能产生额外的HF，对55 ℃下的电池性能产生负面影响。此外，LiPF₆的不稳定性以及FEC和LiPF₆之间的副反应显着促进氟化电解质的降解。同时，正极释放的氧气加速了TTE和FEMC的分解。

结果表明，即使是含量为5%的FEC也足以在早期阶段形成所需的CEI。因此，该项工作为高度氟化电解质的设计和优化铺平了道路，进而开发出能够承受极端环境的4.6V LiCoO₂基LMB。

图2. 溶剂化结构、电化学性能和 ARC 结果

Unveiling decaying mechanism of non-flammable all-fluorinated carbonate electrolytes in lithium metal batteries with 4.6-V LiCoO2 cathodes at elevated temperatures, Energy Storage Materials 2024 DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103177

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/02/26/e660e40df7/

​华科胡先罗EnSM：4.6V锂金属电池中不可燃全氟化碳酸酯电解质在高温下的衰减机制

相关推荐

华科胡先罗EnSM：4.6V锂金属电池中不可燃全氟化碳酸酯电解质在高温下的衰减机制