对于基于层状过渡金属氧化物正极（LTMOCs，例如富镍的LiNi_1−x−yCo_xMn_yO₂（NCM）、富锂的Li_1+xNi_{1−x−y−z}Mn_yCo_zO₂和LiCoO₂（LCO）正极）的锂电池（LIBs），电解质的化学降解会导致电池容量的快速衰减，对其实际应用提出了严峻的挑战。这种电解质的化学降解主要是循环过程中活性氧（如单线态氧）的氧化和自由基的攻击所造成。

基于此，中科院青岛生物能源与过程所崔光磊研究员，董杉木研究员，张焕瑞报道了提出了一种仿生设计思路来解决基于LTMOCs的LIBs中电解质的化学降解问题，即开发一种具有清除单线态氧和自由基功能的抗老化正极粘合剂添加剂。

文章要点

1）通过外部验证性实验、循环过程中气体的析出以及循环后NCM523正极的失活分析，研究人员证实了由PS和PVDF组成的抗老化粘结剂的潜在化学机理。粘结剂体系能清除高电压循环过程中产生的单线态氧和自由基，从而显著抑制电解液的分解。

2）实验结果显示，基于粘结剂体系的各种高电压LTMOCs正极/锂半电池即使在超高质量负荷和高温下也能提供比PVDF对应电池更出色的电化学性能。电池性能的显著提高是由于形成了超薄、均匀的CEI层，这得益于粘结剂添加剂独特的单线态氧和自由基清除功能。

这项工作为在不改变目前商业化电池制造工艺的前提下，有效提高LTMOCs基锂离子电池的电化学性能提供了一种切实可行的策略。更重要的是，清除单线态氧和自由基的设计理念不仅为调节LTMOCs基LIBs的正极/电解质界面化学开辟了一个新的方向，而且同样适用于各种电池化学中与活性氧物种和自由基相关的电解液的化学降解。

参考文献

Pengzhou Mu, et al, Bioinspired Antiaging Binder Additive Addressing the Challenge of Chemical Degradation of Electrolyte at Cathode/Electrolyte Interphase, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c06003

https://doi.org/10.1021/jacs.1c06003