雙（氟磺酰基）酰亞胺鋰（LiFSI）的優(yōu)異熱穩(wěn)定性和導電性使其成為鋰離子電池（LIB）的首選鹽。然而，在低電位（3.8 V vs Li/Li+）下，LiFSI對鋁（Al）集流體的腐蝕構(gòu)成了持續(xù)挑戰(zhàn)，阻礙了LiFSI在4V級LIB中的應(yīng)用。近日，上海交通大學梁正、方明明、寧德時代新能源科技股份有限公司Yu Honggang提出了將2,2,2-三氟甲基磺酸乙酯（TFMS）作為一種通用共溶劑來解決鋁集流體腐蝕問題。
本文要點：
1) 研究表明，將TFMS摻入傳統(tǒng)LiFSI基碳酸鹽電解質(zhì)中，可以通過與碳酸二甲酯（DMC）溶劑的氫鍵相互作用精確調(diào)整Li+溶劑化結(jié)構(gòu)。這削弱了DMC和Li+之間的配位，同時增加了FSI-陰離子在初級溶劑化殼中的參與，有效抑制了自由FSI-陰離子攻擊Al集流體。
2) 此外，TFMS和FSI-協(xié)同誘導形成富含無機物且致密的陰極電解質(zhì)界面，顯著避免了副反應(yīng)。因此，TFMS電解質(zhì)使1.2Ah石墨||NCM811（LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2）軟包電池在4.4V的截止電壓下實現(xiàn)了89.9%的容量保持率，200次循環(huán)的平均庫侖效率>99.9%。
Xinran Zhang et.al Solvation Regulation via Hydrogen Bonding to Mitigate Al Current Collector Corrosion for High-Voltage Li-Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403588
https://doi.org/10.1002/aenm.202403588
