综述：全固态锂金属电池电解质工程“平衡”挑战的简要评述

本综述聚焦高镍低钴锂电体系，通过分子设计策略精准调控酰基硅烷添加剂功能，揭示Si–X键（X=Me, Me2N, F）对电极界面化学与HF清除能力的协同机制，为高电压下NCM90正极的界面稳定性提供创新解决方案。

　　

Unraveling the Oxidation and Reduction Behavior of Acyl Silane Additives: A DFT and LSV Analysis

通过密度泛函理论(DFT)计算与线性扫描伏安法(LSV)分析，本研究系统阐释了三种酰基硅烷添加剂的氧化还原行为。理论模拟表明，(Me₂N)tBu₂SiCOAd因Si–N键的Lewis碱特性，表现出最低的HF清除活化能垒，其与HF反应生成Si–F键的能垒仅为0.15 eV。相比之下，(F)tBu₂SiCOAd因已存在强极性Si–F键，表现出化学惰性。电化学测试验证了(Me₂SiCOAd在4.2 V（vs Li/Li⁺）附近发生优先氧化，参与构建稳定的阴极电解质界面(CEI)，而(Me₂N)tBu₂SiCOAd在氧化电位与HF清除效率间实现最优平衡。

结论

(Me₂N)tBu₂SiCOAdditive凭借Si–N键实现双重功能：通过Lewis酸碱作用高效清除HF，同时在电极界面形成薄而均匀的CEI层。该添加剂使Li||NCM90电池在4.3 V/1C条件下循环200次后容量保持率达90%（较空白组提升30%），在4.4 V下保持率仍达80%（提升42%）。X射线光电子能谱(XPS)证实其分解产物富含Si–F、Li₃N及有机硅酸盐，有效抑制过渡金属溶解与电解质氧化。本研究为通过单键调控实现分子功能精准定制提供了范式。

实验方法

所有添加剂均通过硅氢加成与酰化反应合成，经核磁共振氢谱(¹H NMR)与质谱(MS)验证。电池测试采用CR2032型纽扣电池，正极为NCM90（负载量3.5 mAh/cm²），电解液为1M LiPF₆的EC/EMC/DEC（体积比1:1:1）体系，添加剂浓度1 wt%。DFT计算使用B3LYP/6-311+G(d,p)基组，溶剂化效应通过SMD模型处理。LSV扫描速率为0.1 mV/s，工作电极为玻碳电极。