7月29日,团队在国际知名学术期刊《ACS Applied Energy Materials》上发表题为“Dual-Anion-Modulated Solvation and Flame Retardant Additive Enable Efficient High-Voltage Lithium-Ion Batteries Based on Ni-Rich Cathodes”的研究论文,提出了一种基于双阴离子调制溶剂化结构与阻燃添加剂协同设计的新型电解液体系,为富镍高压锂离子电池的实用化提供了关键技术支撑。该论文由硕士研究生张朝阳担任第一作者,团队刘建文教授和曾嵘老师担任共同通讯作者。

针对传统电解液在高压条件下易燃性高、电化学窗口窄导致的电池循环寿命短、安全隐患突出等问题,团队创新性地开发了中浓度双阴离子阻燃电解液。通过引入特定比例的双阴离子组分,该电解液可精准调控锂离子溶剂化结构,形成稳定的界面保护层。同时,阻燃添加剂的加入显著提升了电解液的本征安全性。实验表明,基于该电解液组装的NMC811电池在4.6 V高截止电压下,1C倍率循环500次后仍保持145.1mAh/g的高放电比容量,容量保持率超92%,且未发生热失控现象,性能远超常规电解液体系。
团队通过原位光谱分析与理论计算证实,优化后的电解液可在电极表面形成富含无机成分的固体电解质界面(SEI),有效抑制电解液分解与气体逸出。该成果为开发安全、高效的高压锂离子电池提供了新策略,相关技术已申请国家发明专利,并与多家新能源企业达成合作意向,有望应用于电动汽车与储能领域。