上海硅酸鹽所提出鋰金屬電池負極的非消耗型氟化流體界面調控策略

基于目前含氟電解液添加劑和表面氟化策略面臨的問題，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員李馳麟團隊提出了一種“非消耗性”和“可流動性”氟化界面的新概念，通過將一種全氟聚醚（PFPE）油滴分散到電極表面，以調控鋰離子沉積行為和穩定鋰金屬負極。與通常分散在電解液并在循環過程中被消耗的添加劑不同，該油滴可作為液體聚合物界面改性劑，與鋰負極和電解液接觸均不具有反應性（非消耗性），從而可在不降級鋰離子擴散率的條件下，持久地保護鋰負極，免于其與電解液發生副反應，減少鋰鹽的損耗。該富含C-F 基團的PFPE（(CF(CF3)CF2O)x(CF2O)y）具有極性、低摩擦系數、良好潤滑性、低表面能和高化學惰性等特點，可實現油滴對鋰金屬的“動態”分層鋪設保護，并作為異相成核位點，可顯著降低鋰鍍層的成核過電勢（10 mV，1 mA·cm-2）。