基于四氰基硼酸盐电解质添加剂的高电压锂离子电池界面稳定策略研究

《Applied Catalysis B-Environment and Energy》：Physics-informed degradation diagnostics of lithium-ion batteries using practical charging segments

　　本文报道了一种新型四氰基硼酸盐（TCB）电解质添加剂，通过双位点吸附抑制LiCoO2（LCO）表面晶格氧的脱氢活性，并利用配体交换反应清除HF酸性物质，成功构建了稳定的电极/电解质界面（SEI/CEI）。该策略使4.5V高压LCO-Si/C软包电池在500次循环后仍保持92.5%容量，为高电压正极材料的功能化添加剂设计提供了新思路。

　　

多氰基配体盐的筛选

氰基（-C≡N）作为拟卤素基团，在阴离子中可替代氟元素[34]。与含氟阴离子相比，含氰阴离子具有电荷离域特性和更大离子尺寸，使其在离子液体（ILs）中成为弱Li⁺结合阴离子的理想候选者，展现出低粘度和高离子导率[[35], [36], [37], [38]]。然而氰基强配位能力有望赋予界面调控新功能——通过调控与氰基桥连的非金属中心，我们发现四氰基硼酸盐（TCB）阴离子具有卓越的电化学稳定性和耐水性。氰基的强吸附作用可有效钝化晶格氧，从而抑制溶剂脱氢及其后续分解反应。此外，氰基与氟之间的配体交换反应使TCB阴离子具备清除酸性物质的能力。

结论

本研究首次将多氰基配体钾盐作为离子添加剂应用于高压LCO电池体系，通过阴离子结构设计成功解决了传统有机腈类添加剂与负极材料的兼容性问题。TCB阴离子通过多位点吸附抑制溶剂脱氢链式反应，并利用配体交换机制清除HF酸性产物，在4.5V高电压LCO-Si/C软包电池中实现了500次循环后92.5%的容量保持率。该工作为高压正极材料的功能化添加剂设计提供了新的分子构建策略。