中國科學院青島生物能源與過程研究所研究員武建飛團隊，多年研究正極物料及高性能電解液領域（ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 49666；ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 12264），近期在高電壓電解液體系開發應用方面取得關鍵性進展，研究團隊開發出一種新型的高壓氟化電解液體系，將 NCM811 正極材物料的工作電壓從 4.2V 提高到 4.6V，拓展了三元體系的使用上限和應用範圍，解決了兩個重要問題
1. 提高了高鎳三元正極體系的比容量和工作電壓，抑制 NCM811 正極在高電壓下的結構相變、過渡金屬離子溶出和二次粒子的開裂，降低了極化，從而提高體系的能量密度和迴圈性能
2. 構建了穩定的
CEI 和 SEI，實現高負載量高鎳三元體系電池在高電壓下的可逆穩定迴圈，其中 Li||NCM811 半電池在
4.6V 工作電壓下可展現出 247.2 mAh g-1 高比容量，81.4% 迴圈容量保持率（0.5C 200 圈）和 154.5 mAh g-1 高倍率比容量（5C），同時石墨 || NCM811 全電池在 4.6 V 迴圈 100 圈後仍然保留 185.7 mAh g-1 高比容量。
通過密度泛函理論（DFT）計算系統闡述了該高壓電池體系性能提升的原因，氟取代基（-F）具有很強的吸電子作用，減低溶劑的最高被佔據分子軌道（HOMO），從而提高電解液的氧化電位。在該體系中，正極表面的氟代溶劑（-F）如 TFA 和 FEC 具有較低的 HOMO 能級，從而獲得較高的氧化電位，有助形成均勻的 CEI 膜。在負極表面，LiDFOB、FEC 和 TFA 的 LUMO 較低，通過協同作用在負極側還原形成均勻的 SEI 膜，進一步穩定電池性能。通過 SEM、XPS 等系列表徵，進一步證實，通過在正極表面形成了薄而均勻的富 B 和富 F 的無機電解質介面，減少二次粒子的開裂從而縮小正極和電解液之間的接觸面積，極大地抑制了電接觸不良、副反應以及過渡金屬離子溶出，從而突破高鎳三元正極在高電壓下容量衰減嚴重等障礙，為設計開發高能量密度鋰離子電池提供新的思路和途徑。
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