摘要：有机羰基电极材料因其高容量、可再生性和环保性，在高性能锂电池领域大有可为。然而，这些材料在传统电解液中的高溶解性阻碍了它们的实际应用，这导致循环稳定性差和严重的穿梭效应。
图1. 设计策略
南开大学陈军院士、谢伟伟等开发了一系列对有机羰基正极材料具有弱静电作用的氢氟醚（HFEs），旨在解决溶解问题并实现锂电池的高循环稳定性。理论计算表明，HFEs与羰基化合物-芘-4,5,9,10-四酮（PTO）的分子间相互作用远低于常用溶剂1,2-二甲氧基乙烷（DME），这主要是由于静电作用的不同。拉曼光谱表明，1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲氧基丙烷（HFE-4）部分参与了溶剂化，因此在不同的HFE基电解液中离子电导率最高。原位紫外可见光谱（UV-vis）显示，在放电和充电过程中，PTO电极在DME基电解液中的溶解比在HFE-4基电解液中严重得多。
因此，PTO在HFE-4基电解液中的容量保持率（1000次循环后为78%）显著高于在DME基电解液中的容量保持率（400次循环后为34%）。此外，HFE-4基电解液还可用于其他有机羰基阴极材料，如过烯-3,4,9,10-四羧酸二酐（PTCDA）。总体而言，这项工作凸显了HFEs在延长有机羰基电极循环寿命方面的良好应用前景。
Regulating Electrostatic Interaction between Hydrofluoroethers and Carbonyl Cathodes toward Highly Stable Lithium–Organic Batteries. Journal of the American Chemical Society 2023. DOI: 10.1021/jacs.3c12358
来源：华算科技
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