LiFSI改善锂电池负极材料的高温性能

         目前，锂电池多数采用的是含LiPF6的电解液，主要是考虑到LiPF6的良好的离子电导率和安全性。但是，LiPF6电解液不可避免的会受到外界污染，产生有害的副产物，如HF，引起锂电池正极材料的溶解。

针对LiPF6电解液的缺陷，研究人员已开发了多种新型锂盐，如LiBOB、LiODFB、LiFSI等，以期改善现有电解液的性能。LiFSI由于其较高的离子电导率、良好的热力学稳定性，不会产生HF等优点，被认为是有希望取代LiPF6的一种锂盐。

近期，Lee等人[1]系统的比较了LiFSI和LiPF6两种电解质盐，具体阐释了LiFSI对石墨负极性能的影响。研究人员通过对比石墨/Li半电池和石墨/石墨对称电池鉴别了LiFSI电解质对石墨和Li电极的影响。结果表明，在25 °C时，对于石墨负极而言，LiFSI和LiPF6展示出类似的循环性能，但是LiFSI在高温（60 °C）时，表现出较优的循环和存储性能（图1）。

图1. LiFSI和LiPF6在25 °C和60 °C时的循环性能比较[1]

为了进一步阐释LiFSI电解液优异高温性能的原因，研究人员借助DSC和XPS实验发现，LiFSI电解液体系的石墨负极表面形成了一层热稳定的薄的富含无机盐的SEI膜，LiPF6电解液体系形成的SEI膜，富含有机物，热力学上不稳定。

总之，LiFSI电解液的优异高温性能主要是由于其良好的热稳定性、不产生HF以及可以在石墨负极形成一层特殊的SEI膜。  

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参考文献：

[1] S. J. Kang, K. Park, S. Park, H. Lee, Unraveling the role of LiFSI electrolyte in the superior performance of graphite anodes for Li-ion batteries, Electrochimica Acta, 2018, 259(1),949-954.

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