他，师从崔屹，C9「国家优青」，发表Nature子刊！含氟电解液添加剂！

顶刊收割机 · 公众号 · 科技自媒体 · 2024-12-12 07:42

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构建富含LiF的固态电解质界面（SEI）是抑制锂金属负极（LMAs）锂枝晶生长的一种可行策略。然而，选择具有高效LiF贡献的适宜含氟添加剂仍然是一个活跃的研究领域。

在此， 上海交通大学梁正、岳昕阳等人 研究了一系列具有不同F/C摩尔比的氟化添加剂，并证明了六氟戊二酸酐（F ₆₋₀ ）在常规碳酸酯电解液（RCEs）中形成LiF-rich SEI方面具有最佳潜能。为了改善F ₆₋₀ 的分解动力学，进一步在体系中引入了硝酸锂（LNO）作为辅助剂。

结果表明，在F ₆₋₀ /LNO协同作用下，F ₆₋₀ 的还原效率提高到91%，使得在仅添加4 vol. % F ₆₋₀ /LNO (F6L)的RCE中，LMA形成了均匀的LiF-rich SEI。采用F6L的LiNi _0.8 Co _0.1 Mn _0.1 O ₂ ||Li（2.8~4.5 V）和LiNi _0.5 Mn _1.5 O ₄ ||Li（3.5~4.95 V）全电池也显示出比其他含氟添加剂更好的循环和倍率性能。

图1. F6L分解化学

总之，该工作通过在RCE中引入低成本的F ₆₋₀ /LNO添加剂，来形成高质量的LiF-rich SEI，以均匀且无枝晶的方式调节锂的成核及沉积。结果表明，由C=O基团带来的对于C−F键的诱导效应，可以通过NO ₃ ⁻ 来降低，进而使得F ₆ L中C−F键的断裂能垒低于单独的F ₆₋₀ 。该种协同效应有助于将F ₆₋₀ 在F ₆ L中的整体还原比率从原始的3.1%提高到91%。

因此，在RCE中添加4 vol. % F ₆ L，能够有效地为锂金属负极赋予LiF-rich SEI。基于此，匹配F6L的电池展示出优异性能。该工作为可持续和高性能锂金属电池的发展提供了一条可行的路线，同时也适用于其他先进的金属离子电池。

图2. 全电池性能

Screening of F-containing electrolyte additives and clarifying their decomposition routes for stable Li metal anodes, Nature Communications 2024 DOI：10.1038/s41467-024-53807-z