3月31日，記者從中國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)青島生物能源與(yu)過(guo)程(cheng)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)獲悉，該研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)先進(jin)(jin)儲能材料(liao)與(yu)技術研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)組在(zai)(zai)武建(jian)飛研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)員的帶領下，近期在(zai)(zai)高(gao)電壓(ya)電解液體系開發應用方面取得(de)關(guan)鍵性進(jin)(jin)展，相關(guan)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)成(cheng)果近日發表(biao)于國(guo)際期刊(kan)《化學(xue)工程(cheng)雜志》。

　　據介紹，當前鋰離子電(dian)池由于其出色(se)的(de)(de)(de)電(dian)化(hua)學性能(neng)已(yi)經(jing)廣泛應用(yong)于電(dian)動汽車，正極材(cai)(cai)料(liao)是影響鋰離子電(dian)池性能(neng)的(de)(de)(de)關鍵(jian)因素之(zhi)一，使用(yong)高(gao)比能(neng)正極材(cai)(cai)料(liao)（如(ru)NCM811）以及提高(gao)電(dian)池工作電(dian)壓(ya)（>4.2V）是獲得更(geng)高(gao)能(neng)量密(mi)度(du)的(de)(de)(de)最有效途徑。然而(er)，傳統的(de)(de)(de)碳酸酯基電(dian)解液(ye)無(wu)法適配高(gao)壓(ya)電(dian)池體系，同(tong)時三元正極材(cai)(cai)料(liao)在高(gao)電(dian)壓(ya)下發生(sheng)各種副反(fan)應，最終導致體系劣(lie)化(hua)、容量衰減(jian)。

　　記者了解(jie)到(dao)，該研究團隊開(kai)發了一種新型的(de)(de)高(gao)壓(ya)氟化電(dian)解(jie)液體(ti)系，將NCM811正(zheng)極(ji)(ji)(ji)(ji)材料的(de)(de)工作電(dian)壓(ya)從(cong)4.2V突破性地提(ti)高(gao)到(dao)4.6V，拓(tuo)展了三元體(ti)系的(de)(de)使用上(shang)限和(he)(he)應用范(fan)圍，解(jie)決(jue)了兩個(ge)重要問(wen)題(ti)：極(ji)(ji)(ji)(ji)大提(ti)高(gao)了高(gao)鎳(nie)三元正(zheng)極(ji)(ji)(ji)(ji)體(ti)系的(de)(de)比容(rong)量和(he)(he)工作電(dian)壓(ya)，抑制NCM811正(zheng)極(ji)(ji)(ji)(ji)在高(gao)電(dian)壓(ya)下的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)相變(bian)、過渡金屬(shu)離子溶出以及(ji)二次(ci)粒子的(de)(de)開(kai)裂，降低了極(ji)(ji)(ji)(ji)化，從(cong)而提(ti)高(gao)體(ti)系的(de)(de)能量密度和(he)(he)循環(huan)性能。構(gou)(gou)建了穩(wen)定(ding)的(de)(de)CEI和(he)(he)SEI，實現(xian)高(gao)負載量高(gao)鎳(nie)三元體(ti)系電(dian)池在高(gao)電(dian)壓(ya)下的(de)(de)可逆穩(wen)定(ding)循環(huan)。

　　武建飛介(jie)紹，通過(guo)密度(du)泛函理論（DFT）計算系(xi)統闡述了(le)該(gai)高(gao)(gao)(gao)壓電(dian)池(chi)體(ti)系(xi)性能(neng)提升(sheng)的原因。氟取代基(ji)（-F）具有(you)很強(qiang)的吸電(dian)子(zi)作(zuo)用，降低了(le)溶劑的最高(gao)(gao)(gao)被占據分子(zi)軌道（HOMO），從(cong)而(er)(er)提高(gao)(gao)(gao)了(le)電(dian)解(jie)液的氧化電(dian)位。通過(guo)在(zai)正極表面(mian)形成了(le)薄而(er)(er)均勻的富B和富F的無機電(dian)解(jie)質界面(mian)，減少了(le)二次粒子(zi)的開(kai)裂從(cong)而(er)(er)縮小正極和電(dian)解(jie)液之間的接(jie)(jie)觸面(mian)積(ji)，極大地抑制(zhi)了(le)電(dian)接(jie)(jie)觸不良、副(fu)反(fan)應以及過(guo)渡金屬離(li)子(zi)溶出，從(cong)而(er)(er)突(tu)破了(le)高(gao)(gao)(gao)鎳(nie)三元正極在(zai)高(gao)(gao)(gao)電(dian)壓下容量衰減嚴重等障礙，為設(she)計開(kai)發高(gao)(gao)(gao)能(neng)量密度(du)鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)提供了(le)新的思路和途徑(jing)。（王(wang)健(jian)高(gao)(gao)(gao) 劉(liu) 佳 高(gao)(gao)(gao) 雪）

                                                                                                                                                                             [ 責編(bian)：蔡琳 ]