目前為止，由于鋰離子電池寬的正負(fù)極電壓窗口，電解液無(wú)法同時(shí)對(duì)鋰離子電池的高壓正極材料和低壓負(fù)極材料保持熱力學(xué)穩(wěn)定。醚類電解質(zhì)不穩(wěn)定；碳酸鹽類會(huì)導(dǎo)致庫(kù)侖效率降低和Li枝晶生長(zhǎng)；高濃度電解質(zhì)提高穩(wěn)定性但也提高了成本和電解質(zhì)粘度。因此，選擇兼容的電解質(zhì)體系至關(guān)重要。

近日，美國(guó)馬里蘭大學(xué)王春生教授聯(lián)合美國(guó)阿貢實(shí)驗(yàn)室KhalilAmine教授和陸軍研究實(shí)驗(yàn)室許康教授最新研究報(bào)道通過(guò)調(diào)控電解液中的氟化溶劑，在低濃高度氟化的電解液(1MLiPF6中FEC:FEMC:HFE按重量比為2：6：2混合)中實(shí)現(xiàn)了鋰金屬負(fù)極，LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(NMC811)和LiCoPO4(LCP)等高容量、高電壓正極的高效循環(huán)。該電解液在鋰金屬一側(cè)形成以LiF為主的SEI，在正極一側(cè)形成以含氟復(fù)合物為主的CEI，高度氟化的界面有助于抑制電解質(zhì)氧化。由于氟化物的強(qiáng)結(jié)合能，低電子電導(dǎo)，高熱力學(xué)穩(wěn)定性，故可隔斷電子傳輸，從而抑制電解液和正負(fù)極材料持續(xù)的副反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高效循環(huán)。另外高度氟化的電解液，抑制電解液體系的可燃性，故提高了電池的安全性能。

“超優(yōu)秀”的全氟化電解質(zhì)，解決四大挑戰(zhàn)

作者制備了一種在LMB使用的不易燃的全氟化電解質(zhì)。這種電解質(zhì)同時(shí)解決了這種高能電池面臨的四個(gè)最緊迫的挑戰(zhàn)：①不良的鋰脫嵌；②正極表面上的電解質(zhì)氧化；③鋰枝晶的形成；④安全性差。作者的研究結(jié)果為高鹽濃度電解質(zhì)提供了另一種途徑，用于設(shè)計(jì)新的電解質(zhì)系統(tǒng)。該工作成功發(fā)表在NatureNanotechnology上。