氟代线性碳酸酯对高电压LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)/人造石墨软包电池性能影响的研究

作者：胡时光; 郭鹏凯; 钱韫娴; 张光照; 王军; 邓永红; 王朝阳

来源：材料导报, 2022, 1-15.

• 三元层状氧化物
• 高电压电解液
• 二（2，2，2-三氟乙基）碳酸酯（TFEC）
• 甲基（2，2，2-三氟乙基）碳酸酯（MTFEC）

LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)正极材料因其能量密度高、循环稳定性好及安全性高，被认为是最有前途的高能量密度锂离子电池正极材料之一。然而，由于传统的常规碳酸酯基电解液耐氧化性较差，导致LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)正极材料在高电压条件下容量快速衰减。本文在氟代碳酸乙烯酯（FEC）基础上研究了采用氟代线性碳酸酯如二（2，2，2-三氟乙基）碳酸酯（TFEC）及甲基（2，2，2-三氟乙基）碳酸酯（MTFEC）替代碳酸二乙酯（DEC）。电化学测试结果表明，TFEC及MTFEC替代DEC后，4.5 V LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)/人造石墨软包电池45℃循环700圈后容量保持率从45.5%提高到72.5%及81.6%。线性扫描伏安法（LSV）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）及电感耦合等离子原子发射光谱（ICP-OES）研究表明，TFEC及MTFEC具有更优异的高电压耐氧化性，能够明显抑制电解液在高电压正极表面的氧化分解，有效保护正负极材料界面稳定性及抑制正极材料过渡金属离子溶出对负极SEI膜的破坏。氟代线性碳酸酯作为电解液溶剂在高电压锂离子电池应用上表现出广阔的应用前景。

• 单位
  深圳新宙邦科技股份有限公司; 南方科技大学; 华南理工大学