Adv. Mater.：多功能添加剂实现5V锂电池
2026/07/13
锂金属电池在极端工作温度（-30至60°C）和高电压条件下严重劣化。锂阳极/电解质界面（SEI）的副反应，锂枝晶的生长和死锂的形成显著降低了能量密度和使用寿命，阻碍了其实际应用。因此界面的稳定性对于锂电池的循环寿命等性能起到了重要的作用。
近日，广东以色列理工学院谭启教授团队联合以色列理工学院Yair Ein-Eli教授和中国科学技术大学同步辐射国家实验室张文华教授通过将少量添加剂（10wt%氟代碳酸乙烯酯（FEC）、1wt%二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）和2wt%己二腈（HN））加入传统的1M LiPF6/EC-DMC（1:1 体积比，命名为ED）制备高压碳酸酯基电解液（命名为EDFBH），成功实现了5V Li||LiNi0.5Mn1.5O4（LNMO）电池在500次充放电循环后容量保持率达到88.3%。理论计算表明，添加己二腈促进了溶剂化鞘层中更多DFOB-和PF6-双阴离子溶剂化结构的形成，进而加快了锂离子脱溶剂化过程。通过结合含氟和腈类添加剂，获得了高效的协同效应，分别生成了致密稳定的富含LiF/Li3N的SEI和CEI膜。其抑制了负极表面锂枝晶的生长，并减少了正极材料的过渡金属溶解和增强高压正极微观结构稳定性，以上结果由冷冻透射电子显微镜和同步辐射等研究证实。
首次，将上述三种添加剂（“三重组合”）同时引入，发挥出高效的协同效应，在锂离子电池（LIBs）和锂金属电池（LMBs）中实现了优异的高压正极材料性能表现。此外，这种电解液还与石墨阳极兼容，展示了在高压锂离子电池（LIBs）中的潜力。
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