將鋰金屬作為陽極材料摻入鋰金屬電池（LMB）提供了一種突破傳統鋰離子電池（LIB）能量密度限制的變革途徑。然而，鋰金屬與傳統碳酸鹽基電解質的集成受到挑戰的困擾，例如固體電解質界面（SEI）和陰極電解質界面（CEI）在高電壓和高倍率下的不穩定性。為了解決這些問題，清華大學劉凱設計并測試了一種新型雙功能添加劑，乙烯基磺酰氟（VSF），證明了在快速充電和高壓條件下具有穩定SEI和CEI的能力。
本文要點：
1) 通過密度泛函理論（DFT）、分子動力學（MD）模擬和電化學評估的結合，作者表明VSF促進了薄、均勻和富含無機物界面層的形成，這增強了鋰離子的傳輸并減輕了高能LMB中通常觀察到的降解。
2) 全電池和軟包電池循環實驗表明，VSF顯著提高了循環穩定性和速率性能，特別是在極端條件下。總之，VSF是一種有前景的添加劑，可促進高性能LMB的商業化。
Yu Ou et.al Molecular Design of Electrolyte Additives for High-Voltage Fast-Charging Lithium Metal Batteries EES 2024
DOI: 10.1039/D4EE04282D
https://doi.org/10.1039/D4EE04282D
