用 LiTFSI鋰鹽優化電解質組分

在鋰金屬電池中，  LiTFSI LiFSI LiFNFSI LiPF 6 等鋰鹽的使用可以大大改善鋰金屬電極錶麵 SEI 層的性能。TFSI - 離子的分解産物是室溫離子液體（RTIL）電解質中鋰負極錶麵 SEI 的主要成分，這些無機還原産物可提供高鋰離子電導率、高機械模量以抑製鋰枝晶的生長。FSI - 陰離子的還原分解可産生大量的無機鹽如 LiF 、 LiOH 和 LiSO 2 F，這些無機鹽增強瞭 SEI 層內的鋰離子導電性和機械強度。因此，FSI - 有利於形成穩固的 SEI 保護層以防止電解質與鋰金屬負極進一步反應、抑製鋰枝晶生長，併被描述爲電化學中具有神奇魔力的陰離子 。FNFSI -陰離子在鋰金屬負極錶現齣優先的還原過程，其還原産物可形成穩定、緻密的SEI  。當 LiPF 6 用作鋰鹽時，其還原産物 LiF 在 SEI 的組分中佔很大比例，由於無機産物 LiF 熱力學穩定，且具有高的鋰離子電導率、高機械模量，因此該SEI 在循環過程中可以很好地保護鋰金屬負極  。此外，高濃度鋰鹽電解質和雙鹽電解質也有助於形成性能較好的 SEI。S.-K.Jeong 等人髮現在高濃度電解質中形成的 SEI 比常規濃度中形成的 SEI 更薄，其TEM 圖如圖 1-13 所示，在 1.28 mol kg -1 電解質中形成的 SEI 厚度爲 35 nm ，在3.27 mol kg -1 電解質中形成的 SEI 厚度爲 20 nm ，後者錶現齣更好的性能 。J.Qian 等人將高濃度鋰鹽（4 mol L -1 LiFSI/DME ）用於鋰金屬電池，得到瞭高度緻密、具有高鋰離子電導率、穩定的 SEI，實現瞭鋰金屬電極在高電流密度下的高庫崙效率循環（高達 99.1％ ），衕時避免瞭鋰枝晶的生長 [60] 。R. Miao 等人研究瞭一種由 LiFSI-LiTFSI/DOL-DME 組成的雙鹽電解質，在該電解質溶液中形成的 SEI 內層富含 LiF 無機層、外層爲 DOL 聚閤物組成的有機層，衕時具有較高的機械強度和彈性，可抑製鋰枝晶生長，庫倫效率達 99%  。F. Wu 等人將 LiTFSI-LiODFB / Pyr 1,2O1 TFS -TEGDME 組成的雙鹽電解質用於 Li-S 電池，髮現 LiODFB 有助於形成較好的 SEI 層以抑製鋰枝晶的生長、阻止“穿梭效應” 。