协同双添加剂策略构筑高电压NCM622正极稳定界面层：TPFPB/LiDFOB的协同效应与性能提升

为解决高电压镍基层状氧化物正极材料(NCM)在>4.3 V vs. Li/Li+下的界面副反应和结构退化问题，研究人员开发了TPFPB/LiDFOB双添加剂协同电解质体系。该研究通过理论计算与实验验证，证实LiDFOB抑制LiPF6分解减少HF/PF5生成，TPFPB刚性结构促进形成均匀致密CEI膜。最终使Li/NCM622半电池在4.5 V高压下循环500次后容量保持率达76.8%，较基础电解质提升10倍，为高压锂电池产业化提供新思路。

　　

随着电动汽车对高能量密度电池需求的激增，镍钴锰三元正极材料(NCM)因其可调节的组分和较高比容量成为研究热点。然而当充电电压超过4.3 V时，NCM材料会面临三重挑战：电解液氧化分解产生气体导致电池膨胀，过渡金属(TMs)溶出破坏电极结构，晶格氧释放引发热失控风险。这些问题严重制约了高电压NCM的实际应用，亟需开发新型电解质调控策略。

山东科技大学的研究团队在《Materials Today Energy》发表创新成果，提出采用三(五氟苯基)硼烷(TPFPB)和二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)作为协同双添加剂，成功实现LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)在4.5 V高电压下的长期稳定循环。研究显示，这种新型电解质体系可使电池在500次循环后仍保持76.8%的容量，远超基础电解液的7.6%保持率，为解决高压锂电池的界面失效难题提供了突破性方案。

研究主要采用三种关键技术：1）密度泛函理论(DFT)计算预测添加剂氧化分解路径；2）同步辐射X射线光电子能谱(XPS)解析CEI膜组分；3）电化学阻抗谱(EIS)追踪界面演化过程。通过多尺度表征手段，系统揭示了双添加剂的协同作用机制。

Preparation of Sheets
通过优化电极浆料配比（正极活性物质:PVDF:Super P=80:10:10），制备出具有均匀活性物质分布的NCM622电极片，为后续电化学测试提供标准化样品。

Density Functional Theory (DFT) Calculations
DFT计算表明TPFPB和LiDFOB的最高占据分子轨道(HOMO)能级均高于碳酸酯溶剂，证实二者具有优先氧化特性。其中TPFPB的刚性苯环结构赋予其5.21 eV的较低HOMO能级，而LiDFOB含有的草酸根基团使其达到5.34 eV，确保在高压下率先分解形成保护层。

Conclusions
实验证实双添加剂协同构建的CEI膜富含B_xO_yF_z^-物种，其中LiDFOB通过螯合作用抑制LiPF₆分解，减少HF腐蚀；TPFPB则形成致密硼-氧-氟网络结构，有效阻隔电解液渗透。这种"双保险"机制使界面阻抗降低63%，过渡金属溶出量减少82%。

该研究创新性地将有机硼化合物与含硼锂盐组合，开辟了高压电解质设计新思路。由Kang Dong、Haoran Li等组成的跨学科团队通过理论指导实验的策略，不仅证实了B基添加剂在界面工程中的独特优势，更为开发4.5V及以上高压锂电池提供了可量产的电解质配方。研究成果对推动300Wh/kg级高能量密度电池产业化具有重要实践意义。