氟代碳酸乙烯酯添加剂对钠离子电池正极的影响

作     者：程振杰 毛亚云 董庆雨 金锋 沈炎宾 陈立桅 CHENG Zhenjie;MAO Yayun;DONG Qingyu;JIN Feng;SHEN Yanbin;CHEN Liwei

作者机构：中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所国际实验室卓越纳米科学中心江苏苏州215123 上海大学材料科学与工程学院上海200444 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2019年第35卷第8期

页      面：868-875页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家科技部(2016YFB0100102) 中国科学院战略性先导专项(XDA09010600,XDA09010303) 国家自然科学基金(21625304,21733012)资助项目~~ 

主　　题：电解液添加剂 氟代碳酸乙烯酯 钠离子电池 正极材料 原位XRD 

摘      要：使用电解液成膜添加剂是一种简单高效的提高电池循环稳定性的方法。氟代碳酸乙烯酯(FEC)的最低未被占据分子轨道(LUMO)能量较低,易被还原,通常被认为是很好的负极成膜添加剂,但因其最高占据分子轨道(HOMO)能量也较低,抗氧化性较好,故其被认为不在正极上发生作用。本工作结合电化学,形貌分析,化学成分表征,原位结构分析等方法研究了FEC添加剂在钠离子电池中的作用。我们发现适量的FEC添加剂不仅可以显著抑制电解液溶剂碳酸丙烯酯(PC)的分解,而且会在正极上形成一层富NaF的保护层,提高循环过程中正极晶格结构稳定性,从而提高电池的循环稳定性。密度泛函理论(DFT)计算表明,FEC之所以能在正极上形成保护层,可能与其容易在正极界面与钠盐阴离子ClO4-结合反应有关。