在这项工作中，作者开发了一种基于锂氰基(三氟甲磺酰)亚胺盐（LiCTFSI）的电解液，该电解液展现出了卓越的高电压稳定性和耐湿性。通过在丙烯碳酸酯（PC）和氟乙烯碳酸酯（FEC）混合溶剂中溶解2.0 M LiCTFSI，制备了一种新型电解液，该电解液不仅能够在4.6V的高电压下稳定工作，还能在含有高达2000ppm水分的情况下保持电池的高循环稳定性。面积容量为2 mAh cm⁻²的NCM811||石墨全电池在2.8-4.55 V的截止电位下，500个周期内显示出77.8%的容量保持率。此外，NCM811||石墨全电池能够在-20至60℃的宽温度范围内运行。这一突破性的成果有望显著降低电池生产的成本和环境控制要求，为下一代高能量密度、低成本的锂离子电池的发展提供了新的方向。本文以“4.6 V Moisture-Tolerant Electrolytes for Lithium-Ion Batteries”为题在国际顶刊Advanced Materials上，第一作者为Nan Zhang，通讯作者为马里兰大学王春生教授。

图1.使用不同电解液的Li||Al电池在室温下的比较分析，电解液为体积比7:3的PC-FEC混合溶剂，含有2 M LiCTFSI、LiTFSI和LiPF₆。

图2.通过eQCM和XPS表征分析不同锂盐电解液的腐蚀机制。

图3. LiTFSI和LiCTFSI在α-Al₂O₃表面上的脱氟反应及其相应的反应能垒。

在这项工作中，作者成功开发了一种新型的LiCTFSI/PC-FEC电解液，该电解液不仅在高电压下展现出了优异的稳定性，还具有出色的耐湿性，能够在含有高达2000ppm水分的环境中保持电池性能不下降。这种电解液的另一个显著特点是在低温下也能保持良好的性能，这为锂离子电池在极端温度条件下的应用提供了可能。此外，由于LiCTFSI电解液的低成本和易生产性，它有望在未来的电池制造中得到广泛应用，推动高能量密度、低成本锂离子电池的商业化进程。这项研究不仅为电解液的设计提供了新的思路，也为锂离子电池的性能提升和成本降低提供了重要的科学依据。

▍文献链接：https://doi.org/10.1002/adma.202408039

文章来源：高低温特种电池

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