减缓锂离子电池电解质的分解反应对控制器件寿命和性能至关重要。然而，由于电池体系的复杂性，加之电解质成分、电极材料和工作参数的不同，关键化学机理仍然难以捉摸。

近日，英国剑桥大学Clare P. Grey，Israel Temprano报道了结合operando压力测量，溶液NMR和电化学方法研究多种电池电压下电解质的氧化和还原。

文章要点

1）两室LiCoO₂/Li电池用锂离子导电玻璃陶瓷隔膜循环，这样就可以单独识别每个电极上形成的物种，并防止这些物种在相对电极上的进一步反应。

2）研究发现，在该体系中，正极表面的主要分解过程是化学氧化（起始电压为4.7 V，LiCoO₂为Li/Li+），而不是电化学反应。其归因于高电荷态活性氧的释放，因此电解质在正极的反应本质上与活性物质的表面反应性有关。

3）研究人员表征了在两个电极上形成的可溶性电解质分解产物，并构建详细的反应方案以合理化所观察物种的形成。

4）该研究工作确定的与活性氧发生反应而引起的电解质分解的见解，直接阐明了基于高压/更高能量密度的基于LiCoO₂的电池的降解，尤其是对于那些在较低工作电压下，会损失氧的具有含镍正极材料的电池（例如LiNi_xMn_yCo_zO₂； NMC）。

Bernardine L. D. Rinkel, et al, Electrolyte oxidation pathways in lithium-ion batteries, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c06363

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06363