继11月Nature Energy后、清华大学刘凯教授再发重磅顶刊！

本文由清华大学刘凯教授团队发表在《Energy & Environment Science》期刊上，研究背景聚焦于锂金属电池（LMBs）作为前沿储能技术，旨在突破传统锂离子电池的能量密度极限。研究目的是解决锂金属与传统碳酸盐基电解质在高电压和高倍率条件下的不稳定性问题，特别是固态电解质界面（SEI）和正极电解质界面（CEI）的不稳定性。为此，团队开发了一种新型双功能添加剂——乙烯基磺酰氟（VSF），通过密度泛函理论（DFT）、分子动力学（MD）模拟及电化学评估，展示了VSF在快速充电和高电压条件下稳定SEI和CEI的能力。实验结果表明，VSF显著改善了电池在极端条件下的循环稳定性和倍率性能，如在4.3 V下以C/2充电、1C放电的全电池实验中，经过500个循环后仍保留84.1%的容量。此外，VSF的结构类似物对比研究显示，磺酰氟基团和乙烯基基团的共价结合对于VSF的优异性能至关重要。这些成果不仅提升了锂金属电池的综合性能，还为下一代电解质系统的合理分子设计提供了有价值的参考。