LiTFPFB,即為全氟叔丁氧基三氟硼酸鋰材料,是由青島能源研究者合成的一種新型大陰離子結(jié)構(gòu),能作為鋰金屬電池的改性劑,解決鋰枝晶問(wèn)題,從而升高電池性能。
鋰離子電池負(fù)極一般是以石墨等插層結(jié)構(gòu)為材料,電池工作靠的是鋰離子在正負(fù)極材料的移動(dòng),所以比鋰金屬電池安全很多。鋰金屬電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料,由于鋰金屬的化學(xué)特性非?;顫姡沟闷浼庸?、保存以及使用非常困難。據(jù)悉,鋰離子電池由于能量密度的上升空間非常小,而無(wú)法滿足人們今后的要求,所以研究者將重心轉(zhuǎn)移到鋰金屬電池上。
以鋰為負(fù)極的電池在提升密度方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),不過(guò)存在SEI反復(fù)破裂和生成、鋰負(fù)極體積膨脹、鋰枝晶生長(zhǎng)、死晶等問(wèn)題,導(dǎo)致電池庫(kù)侖效率低、阻抗大、安全性差的不足,從而阻礙該電池的發(fā)展。
為了解決鋰金屬電池的瓶頸,青島研究者以聚合物電解質(zhì)作為核心突破點(diǎn),方案如下:1、大陰離子鋰鹽對(duì)鋰負(fù)極的保護(hù);2、構(gòu)建人工有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合界面膜(SEI);3、兼顧耐高電壓和鋰負(fù)極保護(hù)的多功能聚合物電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)。
LiTFPFB作鋰金屬電池添加劑的話,能保留LiBF4陰離子的主體結(jié)構(gòu),提高對(duì)鋁集流體的穩(wěn)定性。另外,大陰離子的存在可原位形成鋰負(fù)極保護(hù)膜,防止生成枝晶。
升高鋰金屬電池的性能除了可以添加LiTFPFB外,還能用低維過(guò)渡金屬氧化物制備負(fù)極材料,如氧化鎢、氧化鉬等。