LiCoO2是锂离子电池最早商业化的正极材料，理论比容量为274 mAh g-1，但在4.2 V（vs.Li/Li+）的正常截止电压下，仅有一半的容量被利用。为了满足高能量密度电池的需求，提高截止电压为正极提供更大的容量，是LiCoO2基锂离子电池最具吸引力的策略。然而，高压操作下的寄生电解质的氧化分解反应可能会产生氟化氢（HF），从而使正极/电解液界面恶化。
近日，华南师范大学Weishan Li报道了提出了一种具有噻吩、腈和羰基三个官能团的新型电解质添加剂，5-乙酰噻吩-2-羰基（ATCN），用于原位构建稳定的正极界面膜，从而显著提高LiCoO2正极在高压下的循环稳定性。
文章要点
1）实验结果显示，在基础电解液中加入0.2%的ATCN，LiCoO2/Li电池在1 C循环200次后，4.5 V下的容量保持率从53%提高到91%，0.5 C容量损失10%的商品化LiCoO2/石墨软包电池在4.45 V截止电压下的循环次数（34 Ah）从550次增加到800次。
2）实验表征和理论计算表明，ATCN优先在LiCoO2正极上被氧化，并利用其分解中间产物将电解液中的有害成分、氟化氢和水以及电解液分解产生的氧化锂和碳酸盐转化为由下面致密的锂盐和外层噻吩聚合物组成的独特的薄膜织构。该膜显著提高了电池的阴极/电解质界面稳定性和循环稳定性。
这种有效的解决界面不稳定性的策略以前从未被报道，这为通过提高截止充电电压来提高商用锂离子电池的能量密度开辟了一条新的途径。
参考文献
Digen Ruan, Min Chen, Xinyang Wen, Shuqing Li, Xianggui Zhou, Yanxia Che, Jiakun Chen, Wenjin Xiang, Suli Li, Hai Wang, Xiang Liu and Weishan Li, In situ Constructing a Stable Interface Film on High-Voltage LiCoO2 Cathode via a Novel Electrolyte Additive, Nano Energy, (2021)
DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106535
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106535
