高压锂离子电池中阴离子嵌入阴极导电碳的过程的动态抑制

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Kinetic Suppression of Anion Intercalation into Cathode Conductive Carbon in High-Voltage Lithium Batteries

通过电解质工程调控多体相互作用可有效抑制高电压下阴离子插入石墨，从而提升锂离子电池稳定性。

　　

为了提高能量密度，高压锂离子电池已经得到了广泛研究，但由于电解质的氧化分解，其长期稳定性仍然难以实现。影响循环稳定性的一个主要障碍是电解质阴离子在高于4.5 V的电压下意外地嵌入到正极复合材料中的导电碳添加剂中，这会在石墨烯表面产生缺陷或活性位点，从而进一步加速分解过程。我们发现，通过调控电解质组分之间的多体相互作用可以显著抑制阴离子向石墨中的嵌入。研究发现，阴离子嵌入过程的速率决定步骤是离子对的解离，而引入低极性溶剂可以间接但显著地提高这一过程的活化能，这表明通过降低溶剂极性来进行电解质工程改造，有助于开发出更稳定的高压电池系统。