中国科学院上海硅酸盐研究所李驰麟研究员通过氧掺杂和电解液配方，实现高倍率和长寿命的可充电氟化碳电池

　　2024年10月7日，中国科学院上海硅酸盐研究所李驰麟研究员在国际期刊Advanced Materials发表题为《Enable Rechargeable Carbon Fluoride Batteries with Unprecedented High Rate and Long Life by Oxygen Doping and Electrolyte Formulation》的研究论文。

　　在这里，研究人员通过氧掺杂和电解液配方，展示了具有前所未有的高倍率和长寿命的可充电氟化碳电池。

　　研究发现，在CFx正极的氧化过程中引入Mn2+-O催化剂和多孔结构，可以促进充电过程中Li–F的裂解。

　　通过使用三苯基氯化锑（TSbCl）作为阴离子受体和CsF作为产物调节剂，来进一步调节电解液，优先形成更容易分解的CsLiF2产物而不是LiF，并构建了TSbCl-盐保护界面，以限制Li-F基产物，减少正极侧氟化物损失。

　　这些效应赋予了Li-CFx电池持久的可逆转化反应（至少600次循环），超高倍率性能（在20 A g?1时为364 mAh g?1）和低至3.2 V的低充电平台电压。正极展现了最大的功率密度38342 W kg?1和能量密度1012 Wh kg?1。

　　此外，这种Li-CFx系统显示出良好的应用前景，因为其低温运行（-20°C，280 mAh g-1）、低自放电能力、大规模软包电池制造和高正极负载(5-6mg cm-2)，使其能够超越以往作为一次电池的角色，进入具有高能量密度的快速充电电池的新角色。

　　图文解读

　　图1：CFO的结构和形态表征

　　图2：CFO在含TSbCl电解液中的电化学性能

　　图3：CFO在含TSbCl电解液中的反应机理

　　文献信息

　　Enable Rechargeable Carbon Fluoride Batteries with Unprecedented High Rate and Long Life by Oxygen Doping and Electrolyte Formulation, Advanced Materials, 2024. https://doi.org/10.1002/adma.202408301

　　文章来源：电池未来