锂金属电池凭借其超高的能量密度而广受关注,但是电解液锂盐中LiPF6的水解会造成不可控枝晶生长和快速的容量衰减问题。最近,湖南大学Jianmin Ma等将丙烯酸六氟异丙酯(HFAC)作为电解液添加剂实现了疏水的锂离子溶剂化结构从而抑制了LiPF6的水解。
文章要点
1)研究人员发现HFAC能够改变锂离子的溶剂化结构,其参与第一溶剂化壳层后能够降低电解液中碳酸乙烯酯(EC)的配位数并提高PF6-阴离子的配位数,进而借助其烯烃官能团和含氟官能团的疏水性实现对PF6-的隔水保护,达到抑制LiPF6水解的目的。
2)此外,研究人员还借助理论计算与电化学实验等发现HFAC相比电解液各组分具有更高的HOMO能级和更低的LUMO能级,因此可以优先被分解在电极表面形成富含LiF和有机组分的高质量SEI膜和CEI膜。在HFAC添加剂的辅助下,Li//NCM622全电池的循环稳定性和倍率性能都得到了显著提升。
参考文献
Fang Li et al, Additive-Assisted Hydrophobic Li+-Solvated Structure for Stabilizing Dual Electrode Electrolyte Interphases through Suppressing LiPF6 Hydrolysis, Angewandte Chemie, 2022
DOI: 10.1002/anie.202205091
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202205091?af=R