近期某研究團隊在高電壓電解液體系開發應用方面取得關鍵性進展，相關研究成果近日發表於某國際期刊上。

問題

據介紹，當前鋰離子電池由於其出色的電化學效能已經廣泛應用於電動汽車，正極材料是影響鋰離子電池效能的關鍵因素之一，使用高比能正極材料（如NCM811）以及提高電池工作電壓（>4。2V）是獲得更高能量密度的最有效途徑。然而，傳統的碳酸酯基電解液無法適配高壓電池體系，同時三元正極材料在高電壓下發生各種副反應，最終導致體系劣化、容量衰減。

突破

該研究團隊開發了一種新型的高壓氟化電解液體系，將NCM811正極材料的工作電壓從4。2V突破性地提高到4。6V，拓展了三元體系的使用上限和應用範圍，解決了兩個重要問題：極大提高了高鎳三元正極體系的比容量和工作電壓，抑制NCM811正極在高電壓下的結構相變、過渡金屬離子溶出以及二次粒子的開裂，降低了極化，從而提高體系的能量密度和迴圈效能。構建了穩定的CEI和SEI，實現高負載量高鎳三元體系電池在高電壓下的可逆穩定迴圈。

問題

研究人員介紹，透過密度泛函理論（DFT）計算系統闡述了該高壓電池體系效能提升的原因。氟取代基（-F）具有很強的吸電子作用，降低了溶劑的最高被佔據分子軌道（HOMO），從而提高了電解液的氧化電位。透過在正極表面形成了薄而均勻的富B和富F的無機電解質介面，減少了二次粒子的開裂從而縮小正極和電解液之間的接觸面積，極大地抑制了電接觸不良、副反應以及過渡金屬離子溶出，從而突破了高鎳三元正極在高電壓下容量衰減嚴重等障礙，為設計開發高能量密度鋰離子電池提供了新的思路和途徑。

文章來源：科技日報