华南理工大学钱勇 JACS：新型木质素功能化超分子粘结剂助力高电压锂离子电池实现性能突破

本文针对高电压锂离子电池正极在高压下出现的晶格相变、微裂纹、过渡金属溶解及电解液分解等关键问题，提出了一种新型木质素功能化聚单氟丙烯酸（PFAL）超分子粘结剂。研究背景：现有锂离子电池能量密度约为350 Wh kg⁻¹，提升正极工作电压是低成本提能的关键，但高压导致正极结构退化和界面不稳定。研究目的：开发一种可同时稳定正极、抑制电解液分解并构建坚固界面层的多功能粘结剂。结论：PFAL粘结剂通过部分酯化反应将碱木质素接枝到聚单氟丙烯酸上，利用残留羧基形成氢键覆盖正极表面，抑制晶格转变和金属溶解；木质素中的酚羟基清除自由基，抑制电解液分解；同时木质素引入提高了HOMO能级，促进高压下氟解离形成均匀富LiF界面层。该粘结剂使Li||NCM811扣式电池在4.6 V下循环500次后容量保持77%，2.2 Ah石墨||NCM811软包电池在4.6 V高电压下循环500次后容量保持率达91.2%，并实现了卷对卷大规模制备。研究为高电压锂离子电池界面工程提供了新思路。