【电解液】Angew：用于锂碳氟化物电池液体电解质的阴离子密度

对高能电源日益增长的需求极大地刺激了锂碳氟化物（Li||CF _x ）电池的发展。

近日， 华中科技大学Heng Zhang，Zhibin Zhou 全面研究了具有巧妙选择的盐阴离子的非水系液体电解质的基本物理和电化学性质，旨在解释阴离子密度对Li||CF _x 电池性能的实质性影响。

文章要点

1 ） 研究发现，CF _x 材料的转化型反应与盐阴离子的同一性高度相关，特别是通常由Gutmann给体数衡量的阴离子物种的电子多价性。具体而言，LiBF ₄ 基电解质在各种放电电流下（例如，674 (LiBF ₄ )、651 (LiClO ₄ ) > 579 (LiPF ₆ )、558(LiTFSI)> 224 mAh g ⁻¹  (LiSO ₃ CF ₃ )、0.1 C）表现出比其他电解质体系更高的比容量，尽管其离子电导率适中(例如，6.08 (LiSO ₃ CF ₃ ) < 8.73 (LiBF ₄ ) < 13.22 (LiTFSI), 13.32 (LiClO ₄ ) < 15.38 mS cm−1 (LiPF ₆ ), 25 °C）。

2 ） XRD、SEM和XPS表征的结合表明，在这五种阴离子中，具有中等供体数(DN = 6.0 kcal mol ^-1 )的BF ₄ 阴离子通过“推拉”效应(对轻微正电荷碳原子的中等溶剂化能力(push))促进了轻微离子C-F键的电化学解离，同时易于Li ⁺ 离子的去溶剂化(pull)。这有效地促进了作为放电产物的石墨碳和结晶LiF的形成，从而提高了LiBF ₄ 基电解质在放电过程中的比容量。

最重要的是，目前的工作不仅推进了对CF _x 正极转换反应的机理理解，而且为使用其他转换材料(如硫、金属氟化物)的高能电池的开发提供了深刻的见解。

参考文献

Xingxing Wang, et al, Anion Donicity of Liquid Electrolytes for Lithium Carbon Fluoride Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202211623

https://doi.org/10.1002/anie.202211623