高度なリチウムイオン電池のための媒体濃縮PC電解質におけるトリフルオロメチルベンゼンの界面活性剤効果の明らかな影響

広い温度耐性と高電圧の互換性にもかかわらず、リチウムイオン電池（LIB）の電解質として炭酸プロピレン（PC）を使用することは、溶媒溶媒由来の固体電解質インターフェーズ（SEI）による溶媒の共挿入とグラファイト剥離によって妨げられます。ここで、特定の吸着と陰イオンの両方の誘引の両方を特徴とするトリフルオロメチルベンゼン（PHCF3）は、界面の挙動を調節し、低Li塩濃度（<1 m）で陰イオン誘発SEIを構築するために利用されます。グラファイト表面に界面活性剤効果を示す吸着phcf3は、吸着誘導誘導還元メカニズムに基づいて、優先的な蓄積とビス（フルオロスルホニル）イミドアニオン（FSI）の分解を促進します。その結果、PHCF3はPCベースの電解質のグラファイト剥離誘導細胞不全を正常に改善し、4.35 Vで高い可逆性を持つNCM613/グラファイトポーチセルの実用的な動作を可能にします（0.5 Cで300サイクルを超える96％の容量保持）。この作業は、アニオンと電極/電解質界面化学物質を調節することにより、低濃度のLi塩の安定したアニオン由来SEIを構築します。

Despite wide-temperature tolerance and high-voltage compatibility, employing propylene carbonate (PC) as electrolyte in lithium-ion batteries (LIBs) is hampered by solvent co-intercalation and graphite exfoliation due to incompetent solvent-derived solid electrolyte interphase (SEI). Herein, trifluoromethylbenzene (PhCF3 ), featuring both specific adsorption and anion attraction, is utilized to regulate the interfacial behaviors and construct anion-induced SEI at low Li salts' concentration (<1 m). The adsorbed PhCF3 , showing surfactant effect on graphite surface, induces preferential accumulation and facilitated decomposition of bis(fluorosulfonyl)imide anions (FSI- ) based on the adsorption-attraction-reduction mechanism. As a result, PhCF3 successfully ameliorates graphite exfoliation-induced cell failure in PC-based electrolyte and enables the practical operation of NCM613/graphite pouch cell with high reversibility at 4.35 V (96% capacity retention over 300 cycles at 0.5 C). This work constructs stable anion-derived SEI at low concentration of Li salt by regulating anions-co-solvents interaction and electrode/electrolyte interfacial chemistries.