4.8V超高压！天津大学&国联研究院，AEM！

高压富镍正极与高容量硅基负极相结合，可为下一代电池带来高能量密度。然而，不稳定的电极/电解质界面（EEI）以及不可逆的结构退化严重阻碍了实际可达到的容量，这就迫切需要在电解质中添加有效的添加剂来生成稳定的电极/电解质界面。

在此，天津大学孙洁、张轶铭，国联汽车动力电池研究院有限责任公司王略等人提出了一种多功能添加剂—3-氟-5-（4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基）吡啶甲腈（FTDP）并用于在正极和负极表面构建稳健的界面，以增强电化学性能。研究显示，FTDP会优先分解，同时形成富含硼以及氰基（CN）基团的正极电解质界面（CEI），以及富含LiF、Li3N的固态电解质界面（SEI），从而保证电极的完整性和稳定性。

此外，由FTDP衍生出的正极电解质界面能够抑制过渡金属离子的溶解，进一步提升电池的循环性能。基于此，NCM811/Li电池能够在极端条件下运行，即超高电压（4.8V）、高温（60 ℃）以及高倍率（10 C）条件下运行。1.6 Ah NCM811/SiOx软包电池在300次循环后具有84.0%的高容量保持率。

图1. 使用不同电解质的NCM811正极-锂负极半电池的电化学性能

总之，该工作将FTDP作为一种多功能电解质添加剂以提高富镍正极和硅基负极的电化学性能，实现高性能LIBs。研究显示，其可以在正极和负极表面优先分解，分别形成含B和富CN的CEI，以及富含LiF、Li3N的SEI，从而有效地保护电极，保持材料的完整性和稳定性。此外，FTDP衍生的CEI可以螯合TM离子以防止其溶解和迁移，从而显著提高电池的循环性能。

基于此，即使在超高压（4.8V）、高温（60 °C）和高倍率（10C）等极端条件下， NCM811/SiOx电池仍显示出优异长循环性能。因此，该工作为合理选择和设计低含量的多功能电解质添加剂以提高稳定的高能密度LIBs提供了现实参考。

图2. NCM811/SiOx全电池在不同电解质中的电化学性能

Trace Multifunctional Additive Enhancing 4.8 V Ultra-High Voltage Performance of Ni-Rich Cathode and SiOx Anode Battery,Advanced Energy Materials2024 DOI: 10.1002/aenm.202403751