引用本文★★★ღ：潘立宁, 汪海滨, 方翔, 等. 双功能电解液添加剂对钴酸锂高电压锂离子电池性能的影响[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(9): 3279-3289.

　　本文亮点★★★ღ：本文实验中引入双功能添加剂氰甲基对苯磺酸酯（CMPTS）★★★ღ，能够在正负极材料界面形成稳定的钝化膜★★★ღ，从而提升石墨/钴酸锂软包电池在4.55V条件下的电化学性能★★★ღ，提升锂离子电池的能量密度★★★ღ。

　　摘 要 钴酸锂(LCO)具有长循环★★★ღ、能量密度高和记忆效应小等优点★★★ღ，被广泛应用在穿戴类数码产品中★★★ღ。通过提升充电截止电压能快速有效地提升电池的能量密度★★★ღ，但随之而来的电解液氧化分解和钴离子溶出会导致电池性能下降★★★ღ。本研究通过引入双功能添加剂氰甲基对苯磺酸酯(cyanomethyl p-toluenesulfonate, CMPTS)★★★ღ，有效参与负极表面固态电解质界面(solid electrolyte interphase, SEI)和正极表面固态电解质界面(cathode electrolyte interphase, CEI)的形成★★★ღ，抑制碳酸酯溶剂和六氟磷酸锂(LiPF6)进一步的氧化还原反应及LCO材料中钴离子的溶出★★★ღ，促进锂离子(Li+)在固体钝化膜的嵌入和脱出★★★ღ。将CMPTS作为AG/LCO软包电池的电解液添加剂★★★ღ，以0.5C在3.0~4.55 V条件下充放电测试★★★ღ，电解液中含有质量分数1% CMPTS的电池室温循环500周次后容量保持率90.4%★★★ღ，空白组电池容量保持率只有80.8%★★★ღ，高温(45 ℃)循环350周次后男女车车好快的车车有点污网站★★★ღ，CMPTS和空白组电池容量保持率分别为83.2%和78.1%★★★ღ。实验及后续表征结果表明★★★ღ，双功能添加剂CMPTS能够显著改善锂离子电池的电化学性能★★★ღ。

　　随着科学技术和生产力的发展★★★ღ，锂离子电池作为一种重要的电化学储能系统★★★ღ，正逐渐渗透到人们的生活和工作中★★★ღ，如3 C数码产品★★★ღ、电动汽车和储能基站等各种电源系统壹定发官网怎么进不去了★★★ღ。与此同时★★★ღ，人们希望锂离子电池应具备高比能量密度★★★ღ、高安全性★★★ღ、快速充电★★★ღ、更宽的工作温度★★★ღ、长循环寿命和环境友好型等各种优点★★★ღ。

　　钴酸锂(LiCoO2或LCO)因其理论容量高(274 mAh/g, vs. Li/Li+)★★★ღ、结构稳定★★★ღ、放电平台高★★★ღ、循环寿命长★★★ღ、自放电率低和记忆效应小等优点而大规模商业化★★★ღ。为了提高LCO电池的能量密度★★★ღ，最直接有效的方法是提高充电截止电压★★★ღ，从而让更多的Li+从LCO层状结构中脱出★★★ღ。在充电截止电压为4.2 V条件下★★★ღ，LCO的实际放电容量为130~140 mAh/g★★★ღ，将充电截止电压提升至4.60 V★★★ღ，放电容量将提升50%~60%★★★ღ。但是提高充电截止电压会导致LCO出现过渡金属离子溶出★★★ღ、晶格氧释放★★★ღ、应力积累★★★ღ、结构变化和材料结构内颗粒开裂等问题★★★ღ，导致电池电化学性能下降★★★ღ，并可能引发一系列安全问题★★★ღ。为了解决这些问题★★★ღ，有效方案包括LCO表面改性★★★ღ、结构掺杂和引入功能性成膜添加剂★★★ღ，其中经济有效的方法之一是引入功能性添加剂★★★ღ。功能性添加剂种类根据元素可划分为硫系★★★ღ、硼系★★★ღ、氮系和磷系★★★ღ；根据物理性质可分为液态添加剂★★★ღ、固态添加剂和气态添加剂★★★ღ；根据化学性质可分为有机添加剂和无机★★★ღ。针对过渡金属离子的溶解问题★★★ღ，具有孤对电子的腈基(—C≡N)倾向于与阴极表面的过渡金属(Co)形成强键★★★ღ，延缓过渡金属离子溶解★★★ღ，抑制Co离子催化电解质的氧化还原分解★★★ღ。商业化的电解液产品中★★★ღ，使用各种腈化合物★★★ღ，如丁二腈★★★ღ、己二腈★★★ღ、1, 3, 6-己三腈★★★ღ、1, 2-双(2-氰基乙氧基)乙烷和1, 3, 5-戊三腈等来提高LCO电池的电化学性能★★★ღ。尽管腈基官能团不能有效地参与CEI和SEI钝化膜的形成★★★ღ，但腈基(—C≡N)由于其强电负性★★★ღ，可以促进分子中的电子重排★★★ღ，从而影响化合物的氧化还原性能★★★ღ。因此★★★ღ，在腈基化合物中引入可以参与正极或负极钝化膜形成的官能团★★★ღ，如含—SO2—★★★ღ、—OSO2—★★★ღ、—B—O—★★★ღ、—Si—C—和—Si—O—的官能团★★★ღ，使功能性添加剂优先在正负极界面氧化还原形成钝化膜★★★ღ。含硫添加剂通过—O—S—和—S—C—键断裂和重组形成含Li2SO3和ROSO2Li组分的钝化膜★★★ღ。此外★★★ღ，腈类化合物具有化学稳定性好★★★ღ、热稳定性相对较好和介电常数高等优点★★★ღ，具备作电解质溶剂的潜力★★★ღ。然而★★★ღ，在实践中腈基化合物的黏度通常大于碳酸酯溶剂★★★ღ，并且与其他碳酸酯或羧酸酯溶剂的相溶性差★★★ღ，大大限制了其作为溶剂的大规模使用★★★ღ。

　　本研究报道了一种新型的双功能添加剂★★★ღ，氰甲基对甲苯磺酸酯(CMPTS)★★★ღ，其结构中同时含有硫氧双键(—SO3—)和腈基(—C≡N)男女车车好快的车车有点污网站★★★ღ，强极性腈基(—C≡N)影响硫氧双键(—S=O—)中的电子云分布★★★ღ，使CMPTS在充放电过程中先于溶剂氧化还原反应形成钝化膜★★★ღ，提高了LCO电池的电化学性能★★★ღ。为了证实该假设★★★ღ，使用了多种电化学测试方法★★★ღ，如线性扫描伏安法(LSV)★★★ღ、循环伏安法(CV)★★★ღ、电化学阻抗谱法(EIS)和浮充法等★★★ღ，来测定CMPTS在正极LCO和负极石墨上的电化学性能★★★ღ。此外★★★ღ，为了进一步探索CMPTS参与正极和负极材料界面成膜的机制★★★ღ，还使用了包括扫描电子显微镜(SEM)★★★ღ、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段★★★ღ。

　　Li/AG和Li/LCO半电池组装在充满氮气的手套箱中进行★★★ღ，使用的电池型号是CR-2032★★★ღ，材质为314不锈钢★★★ღ。半电池组装流程依次为正极壳★★★ღ，分别滴加所需电解液3~5 μL★★★ღ，正负极片(正极片配比★★★ღ：钴酸锂/导电剂/黏结剂为96.5%/2%/1.5%★★★ღ，负极片配比★★★ღ：石墨/导电剂/黏结剂为95.5%/1.0%/3.5%)★★★ღ，绝缘隔膜★★★ღ，金属锂片★★★ღ，垫片和弹片★★★ღ，负极壳★★★ღ。将组装好的半电池放置在封口机上★★★ღ，调整封口机压力在0.7~0.9 MPa★★★ღ，然后进行封装★★★ღ。封装好的电池★★★ღ，室温搁置24 h★★★ღ，待电解液完全浸润后★★★ღ，进行其他电化学性能测试★★★ღ。

　　AG/LCO软包电芯(1.0 Ah★★★ღ，无电解液★★★ღ，外壳尺寸663035)由深圳市神通天下科技有限公司提供★★★ღ。在手套箱中★★★ღ，按3.1 g/Ah的用量★★★ღ，向663035型AG/LCO软包电池分别注入上述配方电解液★★★ღ。电池经化成★★★ღ、二封★★★ღ、分容等工序后得到待测试样品★★★ღ。

　　室温(25±5) ℃和高温(45±5) ℃循环测试★★★ღ：分别在不同的温度环境下★★★ღ，将激活后的电池在新威测试柜(CT4008-5 V 6 A或CT4008-5 V 10 mA)上进行测试★★★ღ，设置工步为0.5 C(1C=202 mAh/g)恒流恒压充电至4.55 V★★★ღ，截止电流为0.05C★★★ღ，然后设置工步为0.5C恒电流放电至3.0 V★★★ღ，上限保护电压为4.60 V★★★ღ，下限电压为2.95 V★★★ღ，照此工步循环测试★★★ღ。

　　电池存储测试★★★ღ：室温条件下★★★ღ，0.5C进行循环充放3周★★★ღ，记录最后一次放电容量为Q1★★★ღ，最后测试工步设置为0.5C恒流恒压充电至4.55 V★★★ღ，截止电流为0.05C★★★ღ，上限保护电压为4.60 V★★★ღ。将电池放入恒温烘箱中静止7 d★★★ღ，时间结束后待电池冷却至室温★★★ღ，用0.5C对电池循环测试2周★★★ღ，记录第一次放电容量为Q2★★★ღ，第二次放电容量为Q3男女车车好快的车车有点污网站★★★ღ，见式(1)~式(2)★★★ღ：

　　线性扫描伏安法(LSV)用于评估三电极配置中电解质的氧化稳定性★★★ღ，其中铂电极作为工作电极★★★ღ，锂金属是对电极和参比电极★★★ღ，测试电压范围为3.0~7.0 V(vs. Li/Li+)★★★ღ，扫描速率为0.1 mV/s★★★ღ。循环伏安法(CV)用于分别在0~3.0 V和3.0~5.0 V(vs. Li/Li+)之间以1.0 mV/s的扫描速率使用Li/AG和Li/LCO半电池来探测添加剂的氧化还原性能和材料晶格的变化★★★ღ。Li/LCO半电池在0.3C(1C=202 mAh/g)电流密度和3.0~4.60 V电压范围内室温循环测试★★★ღ。半电池倍率循环测试★★★ღ，以0.2C电流密度下充电★★★ღ，分别在0.2★★★ღ、0.5★★★ღ、1★★★ღ、2和3C电流密度下放电循环3周★★★ღ。电化学阻抗谱(EIS)是在100 kHz~0.01 Hz的频率范围内测试循环前后电池的阻抗★★★ღ。上述所有测量均在仪器电化学工作站(PGSTAT302N★★★ღ，法国万通)上进行★★★ღ。漏电流测试(浮充测试)★★★ღ，通过在25 ℃下将Li/LCO半电池恒流充电至4.98 V★★★ღ，并恒压充电12 h★★★ღ，以分析CEI膜的高压稳定性★★★ღ。

　　Li/AG和Li/LCO半电池循环3周次后的半电池在手套箱中拆解★★★ღ，用DMC仔细清洗AG和LCO电极3~5次后★★★ღ，室温下在手套箱中将其干燥过夜★★★ღ。通过X射线光电子能谱(XPS, K-Alpha★★★ღ，美国Thermo Fisher)对电极表面层的化学物质进行分析★★★ღ、扫描电子显微镜(SEM, JEOL-7100F★★★ღ，日本株式会社)和TEM(JEM-2100HR★★★ღ，JEOL★★★ღ，日本东京)对电极表面形貌进行了表征★★★ღ。通过差示扫描量热法(DSC★★★ღ；TA Instruments★★★ღ，Q100★★★ღ，Perkin Elmer)在30~500 ℃的范围内以10 ℃/min的速度研究电极界面成膜热稳定性★★★ღ。

　　通过对溶剂EC★★★ღ、PC★★★ღ、EP和添加剂CMPTS进行DFT计算(图1)★★★ღ，初步研究了它们的氧化和还原能力★★★ღ。结果显示★★★ღ，添加剂CMPTS的HOMO能级比其他溶剂(EC★★★ღ、PC和EP)能级高★★★ღ，推测添加剂CMPTS能够优先溶剂在正极界面氧化成膜★★★ღ。同样的★★★ღ，添加剂CMPTS的LUMO能级较其他溶剂低★★★ღ，也进一步推测添加剂CMPTS能够优先溶剂在石墨界面还原形成钝化膜★★★ღ，从而抑制电解液在电极界面氧化分解反应★★★ღ。

　　溶剂EC★★★ღ、PC★★★ღ、EP和CMPTS的最高占据分子轨道(HOMO) 能级和最低未占分子轨道 (LUMO) 能级

　　为了探究添加剂CMPTS在负极石墨的电化学性能★★★ღ，对Baseline和CMPTS组进行CV★★★ღ、dQ/dV★★★ღ、EIS和DSC等测试★★★ღ。如图2(a)所示★★★ღ，对含CMPTS组电解液进行CV扫描★★★ღ，在1.47 V (vs. Li+/Li)左右出现还原峰★★★ღ，第二周和第三周循环过程中★★★ღ，并未在1.47 V (vs. Li+/Li)左右观察到还原峰★★★ღ，而Baseline电池在三周循环过程中没有在对应位置观察到明显的还原峰存在★★★ღ，如图S1(a)所示★★★ღ，说明添加剂CMPTS在石墨界面形成的钝化膜致密稳定男女车车好快的车车有点污网站★★★ღ。对Li/AG半电池进行充放电测试★★★ღ，取第一周放电容量和电压进行dQ/dV作图★★★ღ，如图2(b)所示★★★ღ，添加剂CMPTS在1.47 V (vs. Li+/Li)左右出现还原峰★★★ღ，与图2(b)结果相吻合★★★ღ，证明了添加剂CMPTS优先溶解在石墨界面还原形成钝化膜★★★ღ。同样的★★★ღ，CV和dQ/dV测试结果与图1(a)中DFT计算结果吻合★★★ღ，再次证明添加剂CMPTS能够优先溶剂在石墨界面还原形成稳定的钝化膜★★★ღ。

　　进一步探究添加剂CMPTS在石墨界面还原形成钝化膜的稳定性★★★ღ，用0.3 C电流大小对Li/AG半电池进行了充放电循环测试★★★ღ。如图2(c)所示★★★ღ，Baseline组电池经过250周循环后放电容量为87.1 mAh/g★★★ღ，容量保持率为29.1%★★★ღ，特别是100周后★★★ღ，电池容量衰减明显加速★★★ღ。相比之下★★★ღ，引入添加剂CMPTS之后★★★ღ，250周后电池放电容量为316.9 mAh/g★★★ღ，容量保持率为92.8%★★★ღ，进一步说明添加剂CMPTS在石墨界面所形成的SEI膜具有更好的稳定性能★★★ღ，更有利于离子在电极/电解液界面的嵌入和脱出★★★ღ。如图2(d)★★★ღ、(e)所示★★★ღ，EIS测试结果显示Baseline组电池的阻抗在循环3周和250周后比CMPTS组电池的阻抗明显增加★★★ღ，这主要归因在于循环过程中Baseline组电解液中的碳酸酯和LiPF6持续分解反应★★★ღ，造成石墨界面钝化膜厚度增加★★★ღ，阻抗增大★★★ღ，进一步阻碍了Li+的迁移★★★ღ。而添加剂CMPTS能够在石墨界面形成稳定致密的SEI膜★★★ღ，降低Li+迁移阻抗★★★ღ，有利于Li+的嵌入和脱出★★★ღ。为了进一步探究添加剂CMPTS在石墨界面形成的SEI膜的热稳定性★★★ღ，对循环后的极片进行拆解测试★★★ღ，如图2(f)所示★★★ღ，温度上升到400 ℃左右★★★ღ，Baseline组电池出现明显的裂解峰★★★ღ，含添加剂CMPTS组电池在该温度下曲线表现平缓★★★ღ，表明添加剂CMPTS还原形成的SEI膜中组分具有更好的热稳定性★★★ღ。在室温下★★★ღ，不同倍率(C)下电池的稳定性测试如图S1(b)所示★★★ღ，在0.3C电流下恒流充电★★★ღ，0.3C和0.5C电流下放电男女车车好快的车车有点污网站壹定发官网怎么进不去了★★★ღ，Baseline组电池和CMPTS组电池的放电克容量无明显差异★★★ღ，当放电电流持续增大到1★★★ღ、2和3C时★★★ღ，Baseline组电池放电克容量明显低于CMPTS组电池★★★ღ，说明Baseline电池的石墨界面阻抗大★★★ღ，造成锂离子在电极/电解液界面嵌入和脱出困难★★★ღ。与图2(d)★★★ღ、(e)结果相吻合★★★ღ。如图S1(c)★★★ღ、(d)所示★★★ღ，对Li/AG半电池循环3周和250周的EIS图谱进行拟合★★★ღ，包括欧姆阻抗(Rs)★★★ღ、SEI膜阻抗(RSEI)和电荷转移阻抗(Rct)的变化情况★★★ღ。Li/AG半电池在循环250周后★★★ღ，Baseline组电池的石墨界面SEI阻抗从27.3 Ω增长到55.1 Ω★★★ღ，然而添加剂CMPTS组电池的石墨界面SEI阻抗从22.5 Ω增长到40 Ω★★★ღ，并且Baseline组电池的初始SEI阻抗也高于添加剂CMPTS组★★★ღ，进一步说明Baseline组电池在循环过程中★★★ღ，溶剂和LiPF6持续在石墨界面还原反应★★★ღ，而添加剂CMPTS所还原形成的钝化膜更加致密稳定★★★ღ，进一步提升电池的循环性能★★★ღ。

　　进一步探究添加剂CMPTS在正极LCO的电化学性能★★★ღ，对Baseline和CMPTS组进行CV★★★ღ、LSV★★★ღ、漏电流和EIS等测试★★★ღ。如图3(a)和图S2(a)所示★★★ღ，对Li/LCO半电池进行CV测试★★★ღ，Baseline组电池首圈充放电压差(ΔV=0.537 V)大于含添加剂CMPTS组电池的充放电压差(ΔV=0.397 V)★★★ღ，电池极化增大★★★ღ。在第二和第三周循环过程中★★★ღ，压差无明显变化★★★ღ，表明添加剂CMPTS在第一次充电过程中所形成的钝化膜具有更小的阻抗★★★ღ。

　　(a) CV曲线★★★ღ；(b) LSV曲线★★★ღ；(c) 漏电流测试★★★ღ；(d) 室温循环★★★ღ；(e) 室温循环3周后的EIS阻抗测试★★★ღ；(f) 室温循环250周后的EIS阻抗测试

　　图3(b)所示为LSV测试★★★ღ，结果显示添加剂CMPTS在4.17 V(vs. Li+/Li)左右电流开始增大★★★ღ，到4.85 V左右达到最大★★★ღ，然后电流变小★★★ღ，表明添加剂CMPTS优先溶剂发生氧化反应参与CEI膜的形成壹定发官网怎么进不去了★★★ღ。与图1(a)中DFT计算结果吻合★★★ღ。图3(c)是漏电流测试★★★ღ，活化后的Li/LCO半电池在0.3 C电流下恒流充电至4.98 V★★★ღ，接着恒压充电12 h★★★ღ，可以看出★★★ღ，含添加剂CMPTS的半电池的充电截止电流明显低于Baseline组电池★★★ღ，这表明添加CMPTS氧化形成钝化膜抑制电解液的氧化分解★★★ღ。探究添加剂CMPTS在正极LCO界面成膜的稳定性★★★ღ，在3.0~4.60 V条件下★★★ღ，对Li/LCO半电池进行0.3 C充放电循环测试★★★ღ，如图3(d)所示★★★ღ，经过250周循环后★★★ღ，Baseline组电池放电容量为126.9 mAh/g★★★ღ，容量保持率为62.1%★★★ღ，容量损失加速★★★ღ。相比之下★★★ღ，引入添加剂CMPTS之后★★★ღ，放电容量明显得到提高★★★ღ，250周放电容量为166.5 mAh/g★★★ღ，容量保持率为85.8%★★★ღ。进一步表明添加剂CMPTS可以在正极LCO界面处发生氧化反应★★★ღ，形成CEI膜保护正极材料★★★ღ。图3(e)★★★ღ、(f)所示为Li/LCO半电池循环前后EIS测试★★★ღ，结果显示★★★ღ，电池循环250周后★★★ღ，含CMPTS组电池EIS明显小于Baseline组电池★★★ღ，进一步说明添加剂CMPTS在正极氧化形成更加稳定的CEI膜★★★ღ，同时允许更多的锂离子更加容易地在电解液/电极界面嵌入和脱出★★★ღ。在室温下★★★ღ，不同倍率(C)下电池的稳定性测试如图S2(b)所示★★★ღ，在0.3C电流下恒流充电★★★ღ，当放电电流从0.3C增大到0.5★★★ღ、1★★★ღ、2和3C时★★★ღ，Baseline组电池放电克容量明显低于CMPTS组电池★★★ღ，说明Baseline电池的LCO界面阻抗大★★★ღ，造成锂离子在电极/电解液界面嵌入和脱出困难★★★ღ，与图3(e)★★★ღ、(f)所示结果吻合★★★ღ。如图S2(c)★★★ღ、(d)所示★★★ღ，对Li/LCO半电池循环3周和250周的EIS图谱进行拟合★★★ღ，包括欧姆阻抗(Rs)★★★ღ、CEI膜阻抗(RCEI)和电荷转移阻抗(Rct)的变化情况★★★ღ。Li/LCO半电池在循环250周后★★★ღ，Baseline组电池的石墨界面CEI阻抗从62.2 Ω增长到108.4 Ω★★★ღ，然而添加剂CMPTS组电池的LCO界面CEI阻抗从35.9 Ω增长到45.4 Ω★★★ღ，并且Baseline组电池的初始CEI阻抗也高于添加剂CMPTS组★★★ღ，进一步说明Baseline组电池在循环过程中★★★ღ，溶剂和LiPF6持续在LCO界面持续氧化反应壹定发官网怎么进不去了★★★ღ，而添加剂CMPTS氧化形成的钝化膜更加致密稳定★★★ღ，进一步提升电池的循环性能男女车车好快的车车有点污网站★★★ღ。

　　进一步探究CMPTS对LCO和AG界面的影响★★★ღ，通过SEM图像观察循环后石墨表面形貌★★★ღ。250次循环后Baseline组电池的石墨电极表面的SEI膜出现裂纹★★★ღ，如图4(a)★★★ღ，从而使石墨界面活性位点不断暴露★★★ღ，进一步导致SEI膜的裂化和重组★★★ღ，造成EIS增大★★★ღ，与图1(d)★★★ღ、(f)吻合★★★ღ。相比之下★★★ღ，含添加剂CMPTS组电池的石墨电极表面附着一层致密稳定的SEI膜★★★ღ，如图4(b)★★★ღ。结果证实★★★ღ，添加CMPTS可以形成致密稳定的SEI膜★★★ღ，从而防止电极和电解质之间的直接接触以及循环过程中溶剂和LiPF6的持续反应★★★ღ。

　　通过TEM图像直观地研究了LCO循环后CEI膜的质量★★★ღ，如图4(c)★★★ღ、(d)所示★★★ღ，在0.3C电流下循环250周★★★ღ，Baseline组电池中LCO界面有一层厚度不均匀且较厚的CEI膜★★★ღ，严重阻碍了正极/电解质界面处的Li+扩散★★★ღ，这种不均匀的钝化层可能是溶剂和LiPF6在4.60 V(vs. Li/Li+)的超高压下持续氧化分解造成的★★★ღ，严重降低了电池的电化学性能★★★ღ。相比之下★★★ღ，含添加剂CMPTS组电池循环250周后★★★ღ，LCO界面附着一层薄而均匀的CEI膜★★★ღ。

　　通过XPS对Baseline和CMPTS组电池循环三次后AG电极上的SEI化学成分进行了表征★★★ღ，如图5(a)所示★★★ღ，在CMPTS组电池AG极片上★★★ღ，通过S 2p光谱观察到RSO2Li键(170.1 eV)★★★ღ、Li2SO3(168.72 eV)两个新的强峰★★★ღ。如图5(b)所示★★★ღ，通过N 1s光谱观察到—C≡N键(399.02 eV)新的强峰★★★ღ，进一步证明添加剂CMPTS参与石墨界面钝化膜的形成★★★ღ。

　　通过XPS对Baseline和CMPTS组电池循环三次后LCO电极上的CEI化学成分进行了表征★★★ღ，从而更好地了解添加剂在LCO界面成膜的物质成分★★★ღ。含添加剂CMPTS组电池的LCO界面★★★ღ，通过S 2p光谱观察到RSO2Li键(166 eV)★★★ღ、Li2SO3(168.05 eV)和Li2SO4键(169.3 eV)三个新的强峰★★★ღ，如图5(c)所示★★★ღ。进一步证明添加剂CMPTS在LCO界面氧化反应参与CEI膜的形成★★★ღ。如图5(d)所示★★★ღ，在N 1s光谱中★★★ღ，可以明显观察到位于399.85 eV处的峰★★★ღ，对应于—C≡N键★★★ღ，进一步证明了添加剂CMPTS能够有效形成的CEI膜★★★ღ。同时CEI膜中的—C≡N官能团可以通过配位效应与过渡金属离子(Co)进行络合★★★ღ，阻碍过渡金属离子的溶解进入电解液中催化溶剂和添加剂的分解★★★ღ。因此★★★ღ，在充电截止电压为4.60 V条件下★★★ღ，含添加剂CMPTS电池的电化学性能优于Baseline组电池★★★ღ。

　　进一步研究添加剂CMPTS在AG/LCO全电池中的电化学性能★★★ღ，将组装好的AG/LCO全电池分别在25 ℃★★★ღ、0.5C和3.0~4.55 V条件下进行循环测试★★★ღ。如图6(a)所示★★★ღ，Baseline和含CMPTS组电池在500周循环后克容量发挥和容量保持率分别是158.8 mAh/g★★★ღ、182.9 mAh/g和80.8%★★★ღ、90.4%★★★ღ。如图6(b)所示★★★ღ，在45 ℃★★★ღ、0.5C和3.0~4.55 V条件下进行循环测试★★★ღ，Baseline和CMPTS组电池在350周循环后克容量发挥和容量保持率分别是158.1 mAh/g★★★ღ、174.2 mAh/g和78.1%★★★ღ、83.2%★★★ღ。表明CMPTS能够在正负极材料界面形成更好的钝化膜★★★ღ，电极/电解质界面受到更多保护★★★ღ。如图6(c)所示★★★ღ，AG/LCO全电池充电至4.55 V后存储7 d★★★ღ，与Baseline相比★★★ღ，含CMPTS组电池容量保持率从90.4%增加到94.6%★★★ღ，容量恢复率也从94.7%增加到98.6%★★★ღ，电池电压下降率从2.5%下降到0.8%★★★ღ，表明添加剂CMPTS在正负极界面形成的钝化膜具有更好的热稳定性★★★ღ。

　　对存储7 d后的电池进行拆解★★★ღ，将LCO极片溶于DMC溶剂中进行Co离子含量测试★★★ღ。如图6(d)所示★★★ღ，含添加剂CMPTS组电池中LCO的Co物种含量更低★★★ღ，表明从LCO中溶解的Co得到了有效抑制★★★ღ。

　　在阴极侧★★★ღ，当Li+从LCO晶格中脱出★★★ღ，添加剂CMPTS在阴极电极材料的界面失去电子★★★ღ，硫氧键或碳氧键发生断裂★★★ღ，所形成的自由基与溶剂★★★ღ、LiPF6发生作用★★★ღ，形成富含硫元素的有机聚合物或无机锂盐钝化膜★★★ღ，避免电解液的进一步氧化分解反应★★★ღ。同时★★★ღ，CEI膜中—C≡N通过与钴离子的络合★★★ღ，避免过渡金属离子溶解到电解液中进一步催化电解液的分解★★★ღ。在阳极侧★★★ღ，当Li+插入石墨层时★★★ღ，添加剂CMPTS获得电子形成R—OSO2—基团★★★ღ，与碳酸盐溶剂分子或LiPF6发生化学反应★★★ღ，形成稳定富含Li2SO4★★★ღ、Li2SO3★★★ღ、ROSO2Li等有机和无机硫化物的SEI膜★★★ღ。因此★★★ღ，通过改性电解质添加剂可以大大提高超高压AG/LCO软包电池的电化学性能★★★ღ。

　　综上所述★★★ღ，本文设计了一种基于硫氧键和腈基的双功能电解质添加剂★★★ღ，用于高压AG/LCO全电池壹定发官网怎么进不去了★★★ღ，该添加剂可以在电极两侧形成致密稳定的SEI和CEI膜★★★ღ，减小电池极化和电解液与电极之间的副反应★★★ღ，进一步促进了Li+的嵌入和脱出★★★ღ。同时腈基官能团与Co离子的络合防止过渡金属离子的溶解进入电解液催化溶剂和LiPF6的分解★★★ღ。在4.55 V的充电截止电压下★★★ღ，AG/LCO全电池在室温和高温下的电化学性能都得到了明显改善★★★ღ。本文的策略通过调整功能添加剂★★★ღ，为设计电极/固体电解质界面化学提供了一种有效而简单的方法★★★ღ，有助于下一代高压AG/LCO全电池的发展★★★ღ。

　　第一作者★★★ღ：潘立宁（1989—）★★★ღ，男★★★ღ，本科男女车车好快的车车有点污网站★★★ღ，工程师★★★ღ，研究方向为锂/钠离子电池电解液研发★★★ღ，E-mail★★★ღ：pan.★★★ღ；

　　通讯作者★★★ღ：赵俊华★★★ღ，教授★★★ღ，研究方向为树脂资源化回用技术及应用★★★ღ、无机复合功能材料的制备及器件化★★★ღ、电化学催化材料开发及应用★★★ღ，E-mail★★★ღ：壹定发app下载★★★ღ，EPF壹定发★★★ღ。EPF壹定发手机官网★★★ღ。精细化学新兴材料★★★ღ！