基于福井函数高效筛选高温高压电解液添加剂

本文研究背景聚焦于锂离子电池在高电压（≥4.4 V）和高温（>45 °C）条件下运行时的电极-电解质界面副反应及电解质性能衰减问题，传统试错法开发效率低，而现有计算方法在高温高压稳定性评估方面存在不足。研究目的是利用密度泛函理论（DFT）计算得到的福井函数（Fukui functions）作为高通量筛选工具，系统评估分子反应位点，以高效识别能形成富含无机物CEI/SEI组分的电解质添加剂，推动适应高压高温条件的锂电池性能突破。研究结论表明，该方法成功预测了含硫、氟、氮活性位点的4-(三氟甲基)硫代苯甲酰胺（TFSBN）为最优添加剂，实验验证其能形成稳固CEI层，显著提升电池循环稳定性、快速充电性能和高温高压耐受性，例如在4.8 V电压下循环200次后容量保持率达76%，且软包电池在400次循环后保持88%初始容量，证明了福井函数框架在加速电解质添加剂筛选和促进高能量密度电池发展方面的有效性和普适性。