当高容量的高镍正极材料与金属锂负极匹配为全电池后可以实现超高的能量密度。然而，由于其在循环过程中的结构不稳定，特别是在高压下充电情况下，因此高镍正极可获得的实际容量远小于理论值。近日，美国SLAC国家加速器实验室Yijin Liu，布鲁克文国家实验室Xiaoqing Yang和Enyuan Hu以及美国陆军实验室Kang Xu等借助二氟磷酸锂（LiDFP）作为电解液添加剂实现了高镍正极在4.8V下的稳定循环。

文章要点

1）与传统的提高高镍正极界面稳定性的方案（如单晶合成和表面包覆）相比，LiDFP添加剂工程具有原料成本低廉、方法简便普适的优点。当充放电电压区间为2.8V-4.8V时，NCM76正极的首周可逆比容量高达235mAh/g，只添加1%LiDFP即可实现200周循环周期下高达97%的容量保持率。

2）研究人员认为高镍正极表面的过渡金属催化LiDFP分解在正极上形成富含Li3PO4和LiF的固态电解质界面（SEI）。因此，LiDFP具有抑制表面重构、防止过渡金属离子溶解、形成具有化学梯度的离子传导界面等多重功能。

3）研究人员借助机器学习辅助层析成像等发现在电极水平上电极体相尤其是那些小尺寸和球形颗粒对LiDFP添加剂非常敏感。这可能是由于锂离子可以在LiDFP形成的更好的界面上更快地传输，从而调节大块颗粒中更均匀的锂分布，减少应变和随后的裂纹形成。

参考文献

Sha Tan et al, Additive engineering for robust interphases to stabilize high-Ni layered structures at ultra-high voltage of 4.8 V, Nature Energy , 2022

DOI: 10.1038/s41560-022-01020-x

https://www.nature.com/articles/s41560-022-01020-x