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研究概述

双（氟磺酰）亚胺锂（LiFSI）优异的热稳定性和导电性使其成为锂离子电池（LIBs）的首选盐。

然而，LiFSI在低电位（3.8 V vs Li/Li⁺）下对铝（Al）集流体的腐蚀是一个持续的挑战，阻碍了LiFSI在4 V级LIBs中的应用。

基于此，2024年10月22日，上海交通大学梁正副教授/方明明、宁德时代新能源科技股份有限公司Honggang Yu在国际期刊Advanced Energy Materials发表题为《Solvation Regulation via Hydrogen Bonding to Mitigate Al Current Collector Corrosion for High-Voltage Li-Ion Batteries》的研究论文。

在这里，研究人员提出2,2,2-三氟乙基甲磺酸酯（TFMS）作为一种多功能助溶剂来解决铝集流体腐蚀的问题。

研究表明，将TFMS加入到传统的LiFSI基碳酸酯电解液中，可以通过与碳酸二甲酯（DMC）溶剂的氢键相互作用精确调整Li⁺的溶剂化结构。

这削弱了DMC与Li⁺之间的配位，同时增加了FSI⁻阴离子在初级溶剂化壳中的参与度，有效抑制了由游离FSI⁻阴离子攻击引起的铝集流体腐蚀。

此外，TFMS和FSI⁻协同诱导形成富含无机物且致密的正极电解液界面，显著避免了不良的副反应。

结果表明，TFMS电解液使1.2 Ah石墨||NCM811（LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂）软包电池在4.4 V截止电压下循环200次后，容量保持率达到 89.9%，平均库仑效率大于99.9%，为开发先进的高电压LIBs提供了见解。

图文解读

图1：电解液的溶剂化结构

图2：石墨||NCM811全电池的电化学性能

图3：循环后NCM811正极的形态特征

文献信息

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

原创文章，作者：zhan1，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/10/27/71705e59c1/

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