低反应性电解质实现了安全、耐用的高能量密度NCM955|SiC软包电池

《Advanced Energy Materials》：Low-Reactivity Electrolytes Achieve Safe and Durable Energy-Dense NCM955|SiC Pouch Cells

溶剂配位低反应性电解质提升锂离子电池热稳定性，抑制放热反应与气体生成，阴极界面热稳定达184℃，容量保持率84.5%达800次循环，显著优于常规电解质。

　　

摘要

传统电解质中的溶剂配位作用与高能量密度的锂离子电池存在较差的热兼容性，这会导致显著的化学反应和热故障风险。本文开发了一种通过阴离子配位作用设计的低反应性电解质（LRE），以调控由热效应引发的界面反应和交叉反应，从而在300 Wh kg^?1的LiNi_0.9Mn_0.05Co_0.05O₂|Graphite@10%SiO (NCM955|SiC)软包电池中实现固有的安全性。这种阴离子配位复合物在与锂化阳极接触时表现出优异的热稳定性，有效抑制了放热反应和可燃气体的产生。原位温度依赖性X射线衍射实验表明，LRE能够将锂化阳极相的稳定性提升至184°C，比传统电解质高出51°C，从而延缓了电解质的还原过程。值得注意的是，使用LRE后，还原性气体的产生量减少了27.3%，降低了交叉反应对阴极的降解作用，并降低了软包电池的燃烧风险。在实际应用中，2.4 Ah NCM955|SiC软包电池在加热至255.0°C时仍保持优异的稳定性，而传统电池在165.6°C时已发生剧烈燃烧并失效。此外，该电池在经过800次循环后仍保留了84.5%的容量，显示出更强的电化学稳定性和更长的使用寿命。这项工作突显了配位化学在开发安全、耐用的高能量密度电池方面的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。