在过去的五年中，利用固体聚合物电解质 (SPE) 的可充电锂金属聚合物电池 (LMPB) 受到越来越多的关注，这是由于 SPE 与传统的非水液体和无机固体电解质相比具有优异的柔韧性、良好的加工性能和无泄漏.毫无疑问，在所有 SPE 组分中，盐阴离子对 LMPB 的整体性能具有重大影响。然而，通常应用于主流 SPE 的双（三氟甲磺酰基）亚胺锂对锂金属（Li°）负极的相间稳定性相对较差，这极大地阻碍了 LMPB 的长期循环稳定性。

近日，华中科技大学Heng Zhang使用类聚四氟乙烯的阴离子双（正九氟丁磺酰基）亚胺（[（n-C₄F₉SO₂）₂N]⁻，以下缩写为 NFSI⁻），作为锂盐的对应物来解决相间困境流行的 LMPB 遇到基于 LiTFSI 的 SPE。

文章要点

1）NFSI^- 阴离子中多氟烷基链的电化学还原可能会产生类聚四氟乙烯的含氟聚合物 [例如，(-CF_x-CF_x-)_n]可以使形成的 SEI 层具有优异的柔韧性和化学稳定性。

2）多氟烷基（如n-C₄F₉-）的强吸电子能力和磺酰亚胺结构负电荷的离域作用（-SO₂-N(−)-SO₂-）可提高锂盐的离域性，从而确保SPE 中锂离子的传输。

3）LiNFSI 盐具有化学稳定性，并且对湿气和其他湿气也有抵抗力，这有利于它们在 LMPB 中的实际应用。特别是，将类聚四氟乙烯磺酰亚胺盐与最先进的 (SOA) 导电盐 LiTFSI 共同使用，希望构建具有足够离子电导率并增强与 Li° 负极相容性的高性能 SPE。

4）选择经典的 LiTFSI 盐作为参考，而不是新出现的 LiFSI 盐，因为它具有出色的热稳定性（分解温度 (T_d) > 350 °C）以及对杂质和水的更好耐受性。这可以全面研究负极-电解质界面上类聚四氟乙烯 NFSI- 阴离子的固有特性，从而为可充电 LMPB 的稳健盐阴离子设计提供有用的见解。

参考文献

Bo Tong, et al, Design of a Teflon-Like Anion for Unprecedently Enhanced Lithium Metal Polymer Batteries, Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202204085

https://doi.org/10.1002/aenm.202204085