南开大学/南京理工/天工大AFM | 含氟苯基设计凝胶电解质助力耐用电解质-电极界面的4.8 V锂电池！

背景：采用富锂锰基正极和凝胶电解质的固态锂电池是实现高能量密度电化学器件的有前景途径，但高电压工作会导致正极界面氧释放和过渡金属溶解，以及锂金属负极界面副反应和不均匀沉积等问题。研究目的：南开大学、南京理工大学和天津工业大学的研究团队提出一种基于含氟苯基骨架的多功能添加剂3-氰基-5-氟苯基硼酸，旨在通过其精心设计的取代基协同稳定正极和负极界面。结论：该添加剂通过缺电子硼中心捕获活性氧物种减轻氧释放，氰基配位抑制过渡金属溶解，氟基团促进富含LiF的固体电解质界面膜形成，从而增强锂离子传输动力学并抑制锂枝晶生长。改性凝胶态固态锂电池表现出优异循环性能，在1C倍率下循环400周后容量保持率为81.2%；4.8V软包电池在50次循环后容量保持率为91.7%，能量密度约467 Wh kg⁻¹。这项工作为高电压固态锂电池建立了通用的添加剂设计框架，实现了耐用电极-电解质界面和长循环寿命。