香港城市大学支春义 | 5.1 V高压固态电池电解质设计：牺牲添加剂诱导构筑梯度化CEI

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能有效 稳 定高 压 正极材料并抑制其降解。然而，由于 长 期循 环 中 锂 离子在 CEI 层 中的反复脱嵌 传输 ，构建高 质 量 CEI 层 仍面 临 重大挑 战 。

本文亮点

(a) 通 过对 比分析多种聚合物基体的 HOMO 和 LUMO 能 级 ，理 论计 算 验证 了 SPE 的 设计 原 则 ，表明 PVTF 是构建高 压 SSLIBs 用 SPE 的最 优 聚合物基体。

(b) 通 过 引入 LiDFP 作 为牺 牲添加 剂 ，所 设计 的 SPE 在 Li|PVTF1.0@LiDFP|LNMO 电 池中形成了富含无机成分的 CEI ，从而 实现 了 优 异的兼容性和 稳 定循 环 性能 。 结 合 HRTEM 、 TOF-SIMS 和非原位 XPS 分析，系 统 解析了 CEI 的 组 成， 发现 其呈 现 多 层结 构： 内 层为 无机 Li₃PO₄ 和 LiF ，外 层为 有机低聚物 。

(c) 对 称 电 池 Li|PVTF1.0@LiDFP|Li 在 0.1 mA cm⁻ ² 下 实现 了超 过 2400 小 时 的超 长稳 定循 环 ，展 现 了卓越的界面 稳 定性。

(d) 固 态 Li|PVTF1.0@LiDFP|LNMO 电 池在高 压 （ >5.0 V ）下表 现 出 优 异的循 环稳 定性和倍率性能 。基于 PVTF1.0@LiDFP 的 SSLIBs 在 0.5 C 下 稳 定循 环 200 次， 远 超同类 SPE 体系的 循环 性能。

图文解析

(a) 高 压 固 态电 解 质 的 设计过程

为筛选 适配富 镍 氧化物正极的最 优 聚合物基体，本研究首先通 过 高斯 计 算分析了多种聚合物基体的 HOMO-LUMO 能 级 。如 图 1b 所示，在聚 环 氧乙 烷 （ PEO ）、聚甲基丙 烯 酸甲 酯 （ PMMA ）、聚碳酸乙 烯酯 （ PVC ）、聚 氰 基丙 烯 酸乙 酯 （ PECA ）和聚偏氟乙 烯 （ PVTF ）中， PVTF 表 现 出最大的 HOMO-LUMO 能隙（ E _g ），表明其分子 稳 定性最高。此外， PVTF 的 HOMO 能 级 最低， 这证实 了其在所有研究聚合物中具有最强的抗氧化 稳 定性。通 过计 算 筛选 出 PVTF 作 为 SPE 基体后，我 们进 一步

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