用于快速充电硅基锂离子电池的FSI结合界面处理技术

《ACS Energy Letters》：FSI-Bound Interfacial Treatment for Fast-Charging Silicon-Based Lithium-Ion Batteries

锂离子电池硅负极表面采用1,3-二烯丙基咪唑双(氟磺酰)亚胺离子液体（DFIL）处理，引入氟化硫酰亚胺（FSI）阴离子促进均匀LiF富集SEI层形成，改善3C快充性能并延长60℃下4周循环寿命，全电池测试验证该策略的工程可行性。

　　

在锂离子电池（LIBs）中，富含氟化锂（LiF）的固体电解质界面层（SEI）有助于稳定与硅（Si）阳极的界面，因为硅在充放电过程中会发生较大的体积变化。目前的研究主要集中在提高SEI层中的氟含量上，而对其均匀性的关注较少。在这里，我们提出了一种界面工程策略，通过使用1,3-二烯基咪唑ium双(氟磺酰)亚胺离子液体（DFIL）将氟磺酰亚胺（FSI）阴离子引入硅表面，从而促进均匀的富含LiF的SEI层的形成。DFIL能够均匀覆盖硅表面，并有助于原位形成机械性能优异的富含LiF的SEI层。这种SEI层提升了电池的快速充电（3C）性能，并延长了电池的日历寿命（在60°C下可使用4周）。使用LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极，在贫电解质（3.0 g Ah^–1）和高电压（约4.3 V）条件下进行的全电池测试证明了该策略的可行性，突显了均匀富含LiF的SEI层对基于硅阳极的锂离子电池的重要性。