當高容量的高鎳正極材料與金屬鋰負極匹配為全電池后可以實現超高的能量密度。然而，由于其在循環過程中的結構不穩定，特別是在高壓下充電情況下，因此高鎳正極可獲得的實際容量遠小于理論值。近日，美國SLAC國家加速器實驗室Yijin Liu，布魯克文國家實驗室Xiaoqing Yang和Enyuan Hu以及美國陸軍實驗室Kang Xu等借助二氟磷酸鋰（LiDFP）作為電解液添加劑實現了高鎳正極在4.8V下的穩定循環。
與傳統的提高高鎳正極界面穩定性的方案（如單晶合成和表面包覆）相比，LiDFP添加劑工程具有原料成本低廉、方法簡便普適的優點。當充放電電壓區間為2.8V-4.8V時，NCM76正極的首周可逆比容量高達235mAh/g，只添加1%LiDFP即可實現200周循環周期下高達97%的容量保持率。
研究人員認為高鎳正極表面的過渡金屬催化LiDFP分解在正極上形成富含Li3PO4和LiF的固態電解質界面（SEI）。因此，LiDFP具有抑制表面重構、防止過渡金屬離子溶解、形成具有化學梯度的離子傳導界面等多重功能。
研究人員借助機器學習輔助層析成像等發現在電極水平上電極體相尤其是那些小尺寸和球形顆粒對LiDFP添加劑非常敏感。這可能是由于鋰離子可以在LiDFP形成的更好的界面上更快地傳輸，從而調節大塊顆粒中更均勻的鋰分布，減少應變和隨后的裂紋形成。
參考文獻
Sha Tan et al, Additive engineering for robust interphases to stabilize high-Ni layered structures at ultra-high voltage of 4.8?V, Nature Energy , 2022
DOI: 10.1038/s41560-022-01020-x
https://www.nature.com/articles/s41560-022-01020-x
