韓國(guó)研發(fā)含氟原子溶劑電解液 在電極均勻形成保護(hù)膜延長(zhǎng)電池壽命
據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)蔚山國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究院（Ulsan National Institute of Science and Technology，UNIST）能源與化學(xué)工程學(xué)院Nam-Soon Choi 和Sang Kyu Kwak教授領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究小組研發(fā)出一種采用含氟原子溶劑的離子濃縮電解液。該電解液能夠均勻地在鋰金屬電池的正負(fù)極上形成保護(hù)膜，延長(zhǎng)整個(gè)電池壽命，增加其能量輸出。
當(dāng)鋰離子在電池陽(yáng)正負(fù)極之間移動(dòng)時(shí)，鋰金屬電池或鋰離子電池就會(huì)發(fā)生充放電。此時(shí)，鋰離子移動(dòng)的通道是電解液，而電解液本身會(huì)在電極（陽(yáng)極/陰極）表面發(fā)生反應(yīng)，形成保護(hù)膜。不過(guò)，當(dāng)形成的保護(hù)膜并不均勻時(shí)，問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)。
如果保護(hù)膜不均勻，金屬鋰會(huì)在大幅出現(xiàn)在負(fù)極，即產(chǎn)生枝晶，導(dǎo)致電池短路，或改變了正極，降低了電池性能。因此，必須制造一種理想型保護(hù)膜，為此而且必須有效控制電解液的成分。
Nam教授的研究小組研發(fā)出一種新型含氟化合物，可以同時(shí)保護(hù)電池的正負(fù)極，并增加電池的能量輸出。氟與鋰發(fā)生反應(yīng)，會(huì)在鋰電極表面形成保護(hù)膜，當(dāng)保護(hù)膜部分被損壞時(shí)，也能進(jìn)行修復(fù)。
Kwak教授的團(tuán)隊(duì)利用理論計(jì)算，確定含氟溶劑的反應(yīng)趨勢(shì)和反應(yīng)機(jī)制。研究人員發(fā)現(xiàn)，氟醚溶劑比常規(guī)氟更容易發(fā)生還原反應(yīng)，具有易釋氟的特性，能夠促進(jìn)在陰極上形成保護(hù)膜（氟化界面）。
預(yù)計(jì)此次發(fā)現(xiàn)有助于改善下一代高能量密度電池的電化學(xué)性能，包括采用與鋰金屬電池相同正極的鋰離子電池。