鋰離子電池因具有長壽命、低自放電和成本合理的優點，被廣泛的應用于便攜式電子設備和電動車。然而，隨著電動汽車和電網儲能的發展，當今世界對高能量密度電池的需求比以往任何時候都更加迫切。提高鋰離子電池的工作電壓是獲得高能量密度一種簡單且有效的方法，但高電壓下不穩定和不相容的電極-電解液界面引起的電池循環穩定性不理想，嚴重阻礙了高電壓鋰離子電池的發展。
圖1. 甲烷二磺酸亞甲酯（MMDS）添加劑高電壓電化學性能測試
近日溫州大學化學與材料工程學院碳中和技術創新研究院李林團隊聯合華南師范大學曾榮華教授、李鍵輝博士在國際權威期刊Angewandte Chemie International Edition上發表題為《Sulfur-Rich Additive-Induced Interphases Enable Highly Stable 4.6 V LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2||graphite Pouch Cells》的學術論文。本論文通過在4.6 V LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 （NCM523）||石墨軟包電池中引入含硫量為34.04%的超高含硫量添加劑（甲烷二磺酸亞甲酯，MMDS），從而構建了一種由添加劑誘導形成的穩固富硫電極-電解液面相。在4.6 V高電壓條件下，循環800次，含MMDS添加劑的NCM523||石墨軟包電池仍具有87.99%的高容量保持率以及更好的倍率性能，且與較低硫含量的一系列添加劑做對比，突出了高含硫量添加劑MMDS的優勢。結合實驗表征以及理論計算，進一步探究了MMDS添加劑在溶劑中的優先氧化還原性，從而證明它能夠優先在正負極上界面構筑穩定的富硫電極-電解液界面膜，該界面相的存在成功穩定了高電壓NCM523||石墨軟包電池，顯著提高了電池的循環穩定性。同時實驗結果也表明MMDS分解所構筑的富硫界面相在抑制電解液消耗、產氣以及穩定電極材料、減少過渡金屬溶出上有著非常好的效果。相關文章發表在Angewandte Chemie International Edition上，溫州大學為第一通訊單位，化材學院聯培生華南師范大學2021級碩士范自強和博士后周洵竹為第一作者，化材學院院侴術雷教授，李林特聘教授以及華南師范大學曾榮華教授，李健輝博士為共同通訊作者，相關工作受到國家自然科學基金，浙江省自然科學基金，國家電網科技項目，溫州自然科學基金以及廣州市科技計劃項目的資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary-wiley-com-s.webvpn.wzu.edu.cn/doi/10.1002/anie.202308888
