用于4.6 V锂金属电池的非腐蚀性、富二氟亚甲基的磺酰亚胺锂盐电解液

背景：磺酰亚胺锂盐电解液因其高离子电导率和热稳定性，被用于高能量密度锂金属电池，但在4.6 V高电压下易发生氧化分解并腐蚀铝集流体，限制了其应用。研究目的：Virginia Tech等团队系统研究不同磺酰亚胺锂盐中二氟亚甲基（–CF2–）单元数目对电解液抗氧化性和抗铝腐蚀能力的影响，阐明其作用机理，以开发兼具高电压稳定性和无腐蚀特性的电解液。结论：研究发现，富含–CF2–单元的LiNFSI在5 V下仍无腐蚀，其核心机制是保留了铝表面的天然Al2O3保护层，而非形成AlF3钝化层。在Li||NCM811电池中，LiNFSI电解液在4.6 V下实现100次循环后87.7%的容量保持率和5 C下169.6 mAh g-1的高放电容量，并显著减缓正极结构退化，为高电压长寿命锂金属电池电解液提供了新设计思路。