看新型电解液添加剂如何“一箭双雕”

硅负极和富锂正极由于具有较高的理论比容量，是下一代高能量密度锂离子电池电极材料的研究热点。然而，由于硅负极的巨大体积膨胀和富锂正极的不可逆相变，其实际应用受到限制。

最近，韩国蔚山科技大学的Jaephil Cho教授、Sung You Hong教授和Nam Soon Choi教授共同撰写了《能源》；《环境科学》发表了一篇题为“非对称氟代硼酸单酯作为高能量密度锂离子电池的两亲添加剂”的研究文章。在FEC的帮助下，研究人员引入了电解液添加剂LiFMDFB，它可以对阳极和阴极进行双重改性，并提高了基于富锂阳极和硅碳阴极的整个电池的电化学性能。

图1：（a）：LiFMDFB合成路线图（b）：EC、FEC、VC、LIMDFB等的HOMO/LUMO能级的比较。比较图中列出了EC、FEC、VC、LIMDFB等最高占据分子轨道（HOMO）能级和最低未占据分子轨位（LUMO）能级，表明LiFMDFB具有更强的电子亲和力，并且在FEC分解之前电子将被还原并附着到负极材料的表面。同时，LiFMDFB具有比EC和FEC更高的HOMO能级，并且优先失去电子并被氧化。同时优先还原和优先氧化为LiFMDFB同时在正极和负极产生保护阻挡层提供了可能性。将其应用于富锂阳极和硅碳阴极组装的全电池，电池的能量密度、库仑效率和循环稳定性都得到了明显提高。电池性能的提高归功于LIMDFB诱导的正极保护层，它防止了富锂材料晶间裂纹的形成和从层状到尖晶石相的不可逆转变，而LiFMDFB+FEC诱导的负极SEI膜有效地抑制了硅的体积膨胀。

图2：（a）添加或不添加LiMDFB添加剂的富锂/硅碳全电池的循环稳定性比较（b）添加或未添加LiMDFB-添加剂的富钙/硅碳满电池的倍率性能比较。

图3：保护富锂阴极材料的3:LiFMDFB诱导保护层的示意图。

图4：循环后富锂正极材料的SEM形态（F，h-不含LiFMDFB，i-含LiFMDFB）

图5：5:LiFMDFB+FEC诱导的SEI层对硅碳负极材料影响的比较参考文献：非对称荧光单阳极作为高能量密度锂离子电池的安培添加剂，2018，energy&；环境科学。DOI:org/10.1039/C8EE00372F。硅负极和富锂正极因其较高的理论比容量而成为下一代高能量密度锂离子电池电极材料的研究热点。然而，由于硅负极的巨大体积膨胀和富锂正极的不可逆相变，其实际应用受到限制。

最近，韩国蔚山科技大学的Jaephil Cho教授、Sung You Hong教授和Nam Soon Choi教授共同撰写了《能源》；

《环境科学》发表了一篇题为“非对称氟代硼酸单酯作为高能量密度锂离子电池的两亲添加剂”的研究文章。在FEC的帮助下，研究人员引入了电解液添加剂LiFMDFB，它可以对阳极和阴极进行双重改性，并提高了基于富锂阳极和硅碳阴极的整个电池的电化学性能。

图1：（a）：LiFMDFB合成路线图（b）：EC、FEC、VC、LIMDFB等的HOMO/LUMO能级的比较。比较图中列出了EC、FEC、VC、LIMDFB等最高占据分子轨道（HOMO）能级和最低未占据分子轨位（LUMO）能级，表明LiFMDFB具有更强的电子亲和力，并且在FEC分解之前电子将被还原并附着到负极材料的表面。同时，LiFMDFB具有比EC和FEC更高的HOMO能级，并且优先失去电子并被氧化。同时优先还原和优先氧化为LiFMDFB同时在正极和负极产生保护阻挡层提供了可能性。将其应用于富锂阳极和硅碳阴极组装的全电池，电池的能量密度、库仑效率和循环稳定性都得到了明显提高。电池性能的提高归功于LIMDFB诱导的正极保护层，它防止了富锂材料晶间裂纹的形成和从层状到尖晶石相的不可逆转变，而LiFMDFB+FEC诱导的负极SEI膜有效地抑制了硅的体积膨胀。

图2：（a）添加或不添加LiMDFB添加剂的富锂/硅碳全电池的循环稳定性比较（b）添加或未添加LiMDFB-添加剂的富钙/硅碳满电池的倍率性能比较。

图3：保护富锂阴极材料的3:LiFMDFB诱导保护层的示意图。

图4：循环后富锂正极材料的SEM形态（F，h-不含LiFMDFB，i-含LiFMDFB）

图5：5:LiFMDFB+FEC诱导的SEI层对硅碳负极材料影响的比较参考文献：非对称荧光单阳极作为高能量密度锂离子电池的安培添加剂，2018，energy&；环境科学。DOI:org/10.1039/C8EE00372F。

标签：发现

汽车资讯热门资讯