固体聚合物电解质（SPE）是具有高能量密度和本质安全性的全固态锂金属电池的关键部件。然而，传统SPE的低锂离子迁移数（t+）及其不稳定的电解质/电极界面不能保证长期稳定运行。
近日，清华大学Kai Liu合成了不对称三卤代芳香族锂盐，即(3,4,5三氟苯磺酰基)(三氟甲磺酰基)亚胺锂(LiFFF)和(4-溴-3,5-二氟苯磺酰基)(三氟甲磺酰基)亚胺锂(LiFBF)作为聚合物电解质。
文章要点
1）与传统的双（三氟甲磺酰）亚胺锂（LiTFSI）相比，它们表现出更高的t+值和与锂金属更好的相容性。由于三卤代芳香族阴离子，LiFFF和LiFBF基电解质易于生成富含LiF和LiBr的固体电解质界面（SEI），从而提高固体电解质/阳极界面的稳定性。特别是，LiFBF可以诱导LiF/LiBr混合SEI，其中LiF表现出高杨氏模量和高表面能，用于均匀化Li离子通量，而LiBr在SEI层中表现出极低的Li离子扩散势垒。
2）因此，Li/Li 对称电池可以保持稳定超过 1200 小时而不发生短路，LiFePO4/Li 电池在 1 C 下经过 1200 次循环后表现出优异的电化学性能。这项工作从锂盐的角度提供了有价值的见解高性能全固态锂金属电池的分子结构。
参考文献
Shuaishuai Yan, et al, Asymmetric Trihalogenated Aromatic Lithium Salt Induced Lithium Halide Rich Interface for Stable Cycling of All-Solid-State Lithium Batteries, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c07246
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c07246
