“酶”作為高能量鋰電電解液新增劑提升富鋰層狀氧化物電池效能

【電解液新增劑】

Adv. Energy Mater.

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富鋰層狀氧化物正極在充電時具有約250 mAh g-1（相對於Li/Li+）的高容量，已被認為是一種很有前途的儲能材料，可以大大提高電池的能量密度。然而，富鋰層狀氧化物正極實用化面臨以下挑戰：1）富鋰正極在4。4 V（相對於Li/Li+）的高工作電壓下產生不良的電解液分解引起的介面問題；2）不可逆相變，這很可能是電壓衰減的主要原因但尚不完全清楚。這種相變與富鋰正極中過渡金屬離子的價態下降密切相關，並且隨著迴圈的進行逐漸從介面傳播到主體。韓國蔚山科學技術院Sang Kyu Kwak、HyunKon Song與Nam-Soon Choi教授團隊將酶的作用機制應用到電解液中，在電解液中新增丙二酸修飾的富勒烯（MA-C60），以促進有效的歧化反應，該反應可清除與矽-石墨複合材料（SGC）負極匹配的電池中富鋰正極產生的超氧化物自由基，從而提高富鋰正極的電化學效能。

酶”作為高能量鋰電電解液新增劑

文章要點：

1）MA-C60的抗氧化活性透過富鋰正極產生的超氧自由基的歧化反應抑制了超氧自由基與電解液溶劑之間的不良反應。

2）MA-C60在其原始狀態和鋰化狀態下都透過氫鍵或離子相互作用捕獲水分子，從而抑制了LiPF6的不良水解反應，從而使富鋰正極和SGC負極的介面層具有長期穩定性。

3）連線丙二酸和富勒烯的環丙烷基團在高壓下與EC進行共組成，並有助於在富鋰正極上形成基於低聚物/聚合物的保護性表面膜。減輕了碳酸酯基電解液在高壓下的持續氧化分解，並阻礙了富鋰正極的不可逆相變。

文章資訊：

An Antiaging Electrolyte Additive for High-Energy-Density Lithium-Ion Batteries （

：“酶”作為高能量鋰電電解液新增劑

2020， 2000563。 DOI： 10。1002/aenm。202000563）