明军电解液高压宽温阻燃篇:分子尺度理解锂金属电池电解液设计与性能
能源学人
2026-06-15 14:37
文章摘要
本研究针对锂金属电池(LMBs)在高电压(>4.3 V)、高倍率及宽温域下存在的安全隐患和循环稳定性问题,通过调控溶剂分子间相互作用,设计了一种新型非易燃氟代酯电解液(TMF-LBF)。研究背景在于传统电解液难以同时实现高压稳定与锂负极兼容。研究目的为开发兼具高安全性和优异电化学性能的电解液。结论表明,该电解液通过引入双(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯(TFEC)诱导的溶剂-溶剂相互作用,有效削弱Li⁺-溶剂配位并促进阴离子溶剂化,将Li⁺去溶剂化能垒从68.09 kJ mol⁻¹降至52.17 kJ mol⁻¹。TMF-LBF电解液展现出本征阻燃特性(自熄时间为0 s g⁻¹),并在4.5 V高压下实现5.0 C倍率性能;在-20℃低温下,50 μm@Li||NCM622全电池循环180次后容量保持率达81.76%。该研究从分子尺度揭示了电解液微观结构对电极性能的影响机制,为设计高安全、宽温域LMBs提供新思路。
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