我校教师在国际知名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》上发表研究论文（图）

　　近日，我校理学院臧旭峰副教授以我校为第一单位在化学领域知名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（中科院一区TOP，IF：9.4）上，发表题为 “Engineering interfacial chemistry and solvation structure via a novel ionic additive for 5 V-cFlass LiNi0.5Mn1.5O4 batteries”的研究文章。

　　锂金属电池（LMBs）作为先进的储能系统，已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车及电网储能领域。为实现更高能量密度，研究重点集中在开发具有更高工作电压和容量的正极材料，例如富镍层状氧化物。无钴尖晶石锂镍锰氧化物（LNMO）因其高电压平台（>4.6V vs. Li/Li+）、接近理论值的147mAh/g容量，以及采用超高理论比容量（3860mAh/g）金属锂负极时达到的650Wh/kg高能量密度而脱颖而出，成为下一代正极材料的有力竞争者，但其实际应用受到严重电解质分解、过渡金属溶解和锂枝晶生长导致的快速容量衰减的阻碍。因此，为了克服以上缺点，迫切需要寻找到一种合适的新型双功能电解质添加剂。

　　该论文提出了一种新型双功能电解质添加剂——1-氯甲基-4-氟-1,4-二叠氮双环[2.2.2]辛烷双四氟硼酸盐（Selectfluor），其包含氟硼酸盐阴离子（BF4）和一种独特的铵阳离子（简写为[Cl-F-DA]2+）。氟硼酸盐阴离子在 LNMO 阴极优先氧化，在锂阳极还原，形成富含电子阻挡氟化锂和离子导电LiBO2的界面。而且与传统添加剂不同，Selectfluor还能有效调节溶剂化结构。氟硼酸盐阴离子直接与Li+配位并促进阴离子衍生界面的形成，而[Cl-F-DA]2+阳离子则与Li+竞争并静电吸引游离溶剂，从而减少溶剂配位。在电解质中添加1% Selectfluor的Li|| LNMO 全电池在500次循环后保持91.6%的容量，远超对照样（125次循环后为67.0%）。该策略为设计高压电解质和加速 LNMO 商业化提供了关键见解。

　　研究发现Selectfluor突出的优化电池性能作用可归因于以下两个关键方面。首先，调节Li+溶剂化结构以增强阴离子参与度，并在两电极上构建坚固的LiF-LiBO2混合界面。其次，形成的LiF-LiBO2混合电极/电解质界面具有互补协同效应：氟化锂提供卓越的电子阻挡能力和机械强度，而LiBO2则确保良好的离子导电性和低Li+迁移势垒。这种复合结构有效抑制副反应并引导锂均匀沉积。这项工作为开发高性能、低成本的高电压锂金属电池电解液提供了一种新思路新方法，具有较强的普适性。

　　论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979725031340?dgcid=author