一种能够抑制锂枝晶的锂金属电池电解液润湿性添加剂

将氟代有机溶剂2,2,3,3-四氟丙基甲基丙烯酸酯(TFPMA)作为双功能添加剂引入碳酸酯电解液体系,考察了TFPMA质量分数对增大润湿性的影响。采用交流阻抗、恒流充放电等测试了添加TFPMA后的锂金属电池性能。采用SEM和XPS表征了循环后的锂金属电极表面。结果表明,1.0%(质量分数,下同)TFPMA的添加使电解液与隔膜间的接触角从54°降至44°,内阻从6.15Ω降至1.94Ω,Li-LiFePO_(4)电池在5 C电流密度下的比容量从66 mA·h/g提升至80 mA·h/g,1 C电流密度下的恒电流循环在100圈时还保持99%以上的库仑效率。TFPMA还促进了Li+的均匀沉积和优良固体电解质界面膜的形成,抑制了锂枝晶,电解液添加了1.0%TFPMA后,Li-Cu电池可以循环100圈以上,而库仑效率没有发生较大下降。循环后电极的SEM图表明,添加了1.0%TFPMA电解液的锂金属负极表面沉积更加平整,有较少的锂枝晶生成。