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用于高性能氟离子电池的弱溶剂化电解液设计与合成

氟离子电池的能量密度可达锂离子电池的10倍，同时安全性更优，是极具发展前景的新一代储能器件。但传统电解液电化学稳定窗口窄、离子电导率低，严重制约了氟离子电池的实际应用。本研究设计了一种弱溶剂化电解液，用以削弱氮-氟离子相互作用，解决上述技术难题。

研究在共振稳定型咪唑阳离子中引入无β-氢新戊基链与苯环结构，降低了阳离子刚性，提升了其抗氟离子侵蚀能力。室温下，该电解液离子电导率约为8毫西门子每厘米，电化学稳定窗口拓宽至4.98伏。此外，在苯环邻位与对位引入甲氧基，可降低氮-氟离子结合能，并将电解液热稳定性提升至235摄氏度。

优化后的电解液能够抑制二氟氢根生成，同时将去溶剂化能由0.69电子伏特降至0.43电子伏特，大幅提升氟离子传输效率。将该电解液应用于二氢吩嗪基聚合物/氟化锂-氟化铈全电池后，电池开路电压达3.1伏，循环500圈后容量保持率仍有73.5%，进一步证明氟离子电池具备良好的储能应用潜力。

服务对象 ： 大连理工大学
发表时间： 2025年3月31日
发表期刊： Journal of Materials Chemistry A
文章链接： https://doi.org/10.1039/D4TA08690B