目前為止，由于鋰離子電池寬的正負極電壓窗口，電解液無法同時對鋰離子電池的高壓正極材料和低壓負極材料保持熱力學穩(wěn)定。醚類電解質(zhì)不穩(wěn)定；碳酸鹽類會導致庫侖效率降低和Li枝晶生長；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)體系至關重要。

近日，美國馬里蘭大學王春生教授聯(lián)合美國阿貢實驗室KhalilAmine教授和陸軍研究實驗室許康教授最新研究報道通過調(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)中實現(xiàn)了鋰金屬負極，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。由于氟化物的強結(jié)合能，低電子電導，高熱力學穩(wěn)定性，故可隔斷電子傳輸，從而抑制電解液和正負極材料持續(xù)的副反應，實現(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)同時解決了這種高能電池面臨的四個最緊迫的挑戰(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，用于設計新的電解質(zhì)系統(tǒng)。該工作成功發(fā)表在NatureNanotechnology上。