高能量密度锂离子电池(LIBS)的发展迫切需要开发高耐压的高安全性电解液。其中，非配位阻燃剂五氟-(苯氧基)-环三磷腈(FPPN)赋予碳酸亚丙酯(PC，70vol%)基电解液高的石墨阳极兼容性、不可燃性、高电压稳定性和良好的隔膜/电极润湿性。理论计算表明，FPPN对Li⁺-PC^-阴离子相互作用有显著影响，有利于Li⁺的解溶。

近日，中科院青岛能源所崔光磊研究员，Xiaofan Du，Gaojie Xu基于原位光学显微镜和原位差示电化学质谱，创新性地提出了PC分解产生的大量H₂和C₃H₆是破坏石墨结构的主要原因。

文章要点

1）当FPPN阻止PC诱导的石墨剥离时，H₂和C₃H₆的析出分别显著缓解和完全抑制。

2）更令人鼓舞的是，优化的PC/FP PN基电解液(70%PC)使高电压LiCoO2/石墨软包电池(4.35 V，≈2.6 Ah，≈242 WH kg⁻¹)具有出色的循环寿命和高安全性。这项工作加深了对PC-石墨相容性的认识，为实现PC基电解液(PC含量大于50vol%)在高容量(大于2Ah)LIBs中的实际应用开辟了一条新的途径。

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Di Lu, et al, Transformed Solvation Structure of Noncoordinating Flame-Retardant Assisted Propylene Carbonate Enabling High Voltage Li-Ion Batteries with High Safety and Long Cyclability, Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202300684

https://doi.org/10.1002/aenm.202300684