亚磷酸酯添加剂保护高电压锂离子电池LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极的作用机理见解

评估了亚磷酸三乙酯（TEP）和亚磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯（TTFP）作为高电压锂离子电池电解液添加剂的应用效果，该电池采用富镍层状正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（NCM523）和常规碳酸酯电解液。在3.0-4.6 V的电压窗口下，使用NCM523/石墨全电池对含有1 wt %这些添加剂的电池进行了重复充放电循环。在初始充电过程中，这些添加剂在正极表面的分解氧化电位低于基准电解液。阻抗谱和测试后分析表明，两种添加剂均在正极表面形成了保护涂层，从而防止了电解液的氧化分解。然而，只有含TTFP的电池表现出改善的容量保持率和库仑效率。对于TEP，虽然也形成了保护涂层，但穿过界面层的Li(+)离子迁移率较低，导致性能较差。这些观察结果可通过抑制正极表面存在的电催化中心以及形成将正极表面与电解液隔离的有机磷酸酯沉积物来合理解释。两种亚磷酸酯之间的差异显然源于所形成磷酸酯涂层的不同性质，这可能与通过此类材料的Li(+)离子电导率有关。