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1,3,5-Trifluorobenzene endorsed EC-free electrolyte for high-voltage and wide-temperature lithium-ion batteries

Journal of Energy Chemistry 2023年第10期85卷 49-57,I0003页

作者： Mingsheng Qin Ziqi Zeng Qiang Wu Xiaowei Liu Qijun Liu Shijie Cheng Jia Xie State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology School of Electrical and Electronic EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074HubeiChina State Key Laboratory of Materials Processing and Die&Mould Technology School of Materials Science and EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074HubeiChina State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of TechnologyWuhan 430070HubeiChina

Ethylene carbonate(EC)is susceptible to the aggressive chemistry of nickel-rich cathodes,making it undesirable for high-voltage lithium-ion batteries(LIBs).The arbitrary elimination of EC leads to better oxidative tolerance but always incurs interfacial degradation and electrolyte ***,an EC-free electrolyte is deliberately developed based on gradient solvation by pairing solvation-protection agent(1,3,5-trifluorobenzene,F_(3)B)with propylene carbonate(PC)/methyl ethyl carbonate(EMC)formulation.F_(3)B keeps out of inner coordination shell but decomposes preferentially to construct robust interphase,inhibiting solvent decomposition and electrode ***,the optimized electrolyte(1.1 M)with wide liquid range(-70–77℃)conveys decent interfacial compatibility and high-voltage stability(4.6 V for LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_(2),NCM622),qualifying reliable operation of practical NCM/graphite pouch cell(81.1%capacity retention over 600 cycles at 0.5 C).The solvation preservation and interface protection from F_(3)B blaze a new avenue for developing high-voltage electrolytes in next-generation LIBs.

关键词： Lithium-ion batteries Solvation structure high-voltage electrolyte Wide-temperature range Interfacial chemistry

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