LiTFPFB,即為全氟叔丁氧基三氟硼酸鋰材料,是由青島能源研究者合成的一種新型大陰離子結構,能作為鋰金屬電池的改性劑,解決鋰枝晶問題,從而升高電池性能。
鋰離子電池負極一般是以石墨等插層結構為材料,電池工作靠的是鋰離子在正負極材料的移動,所以比鋰金屬電池安全很多。鋰金屬電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料,由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得其加工、保存以及使用非常困難。據悉,鋰離子電池由于能量密度的上升空間非常小,而無法滿足人們今后的要求,所以研究者將重心轉移到鋰金屬電池上。
以鋰為負極的電池在提升密度方面有著無可比擬的優勢,不過存在SEI反復破裂和生成、鋰負極體積膨脹、鋰枝晶生長、死晶等問題,導致電池庫侖效率低、阻抗大、安全性差的不足,從而阻礙該電池的發展。
為了解決鋰金屬電池的瓶頸,青島研究者以聚合物電解質作為核心突破點,方案如下:1、大陰離子鋰鹽對鋰負極的保護;2、構建人工有機/無機復合界面膜(SEI);3、兼顧耐高電壓和鋰負極保護的多功能聚合物電解質的開發。
LiTFPFB作鋰金屬電池添加劑的話,能保留LiBF4陰離子的主體結構,提高對鋁集流體的穩定性。另外,大陰離子的存在可原位形成鋰負極保護膜,防止生成枝晶。
升高鋰金屬電池的性能除了可以添加LiTFPFB外,還能用低維過渡金屬氧化物制備負極材料,如氧化鎢、氧化鉬等。