上海硅酸盐所提出锂金属电池负极非消耗型氟化流体界面调控策略-中电源产业网-新能源与电源官方网站

上海硅酸盐所提出锂金属电池负极非消耗型氟化流体界面调控策略

2021-05-19

中国电源产业网

导语：中科院上海硅酸盐所经过九十多年的发展，上海硅酸盐所现已成为集材料前沿探索、高技术创新、应用发展研究为一体的无机非金属材料科研机构、“基础研究—应用研究—工程化、产业化研究所”。

为了满足下一代高比能电池的能量密度要求，具有高理论容量和低电化学电位的锂金属是未来可充电池（如Li-S和Li-FeF3）的理想负极。然而，负极锂枝晶不可控生长引起的固态电解质界面（SEI）不稳定、循环过程中锂的体积膨胀以及“死锂”的产生、电池短路等问题，阻碍了锂金属电池（LMBs）的发展。自从采用LiF作为电解液添加剂增强SEI性能以来，锂金属电池的循环寿命和库仑效率（CE）得到有效提高，这使得富氟材料受到特别关注。同时，氟原子具有强的吸电子性，氟掺杂还可扩大电解质的最高已占据分子轨道（HOMO）和最低未占据分子轨道（LUMO）之间的差距，促进电解质的抗还原能力。因此，一些策略聚焦于诱导SEI中氟元素的富集以改善锂金属电池的性能，但目前的氟化策略仍面临一些问题，例如，含F的锂盐或添加剂必须降解或消耗，方能释放出足够含量的F，如此便造成了含F锂盐和添加剂的不可逆损失，如果没有后续补充，电池性能将不可避免地衰减。此外，用氟化剂在锂金属表面进行LiF层构建的方法通常需要额外的制备工序，这在一定程度上会增加大规模应用的成本，同时在表面氟化过程中可能会释放出有毒气体（F2或HF），环境条件要求严格。

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