加州大学&阿贡实验室AEM：低温锂离子电池氟化电解质的合理设计

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　　非水碳酸盐岩电解质是商用锂离子电池中常用的电解质。然而，低温条件下Li+扩散系数缓慢，界面电荷转移电阻高，限制了其在高纬度和海拔地区的广泛应用。本文通过对新型电解质的合理设计，可以显著提高-20℃以下的低温性能。这种电解质是通过调整乙酸乙酯溶剂的化学结构，即改变氟化位置和氟化程度来实现的。结果表明，在羰基附近氟化或氟化程度较高时，吸电子效应较强，导致羰基氧溶剂化位点原子电荷较低，从而与Li+离子的结合能较低。最佳电解质2,2,2-三氟乙酸乙酯(EA-f)分别在?20°C和?40°C循环时，NMC622/石墨电池的循环寿命和C速率显著提高。除了优异的LT性能外，由于其氟含量，电解质是不易燃和耐高压充电的。这项工作为设计下一代电解质以应对零下温度的关键挑战提供了指导。

　　图文简介

　　a)从碳酸盐过渡到氟化酯类的溶剂设计方案。b) EA、EA-f、f-EA、f-EA-f中羰基的原子电荷分析。

　　a)不同电解质对石墨|NMC622电池第一次充电时dQ/dV的影响。b)不同电解质循环三次形成循环后石墨阳极c) c 1s, d) F 1s, e) O 1s的原子比和XPS谱。

　　石墨|NMC622电池的Nyquist图:a) Gen 2, b) 1 m LiPF6在EA/FEC中(9/1)，c) 1 m LiPF6在EA-f/FEC中(9/1)，d) 0.9 m LiPF6在EA-f/FEC(9/1)电解质中0.1 m LiDFOB在不同温度下。e) rct -阳极和f) rct -阴极的Arrhenius图从(a-d)拟合。

　　a) 4.4 ~ 4.9 V不同电解质下石墨|NMC622电池的保压试验。C-速率能力与不同的电解质在:b) 25°C和C)?20°C。可循环性:d) 2 C和e) 6 C速率与不同的电解质在25°C。f)在?20°C时，不同电解质在C/3速率下的循环性。

　　论文信息

　　原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202204182

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