近日，遼寧科技大學化學工程學院“遼寧省能源材料與電化學”重點實驗室孫呈郭教授和安百鋼教授圍繞氟代鋰鹽對于富鎳正極表面相腐蝕的研究工作取得突破性進展。研究成果以《Self-induced corrosion of Ni-rich cathode materials by fluor-lithium salts》為題發表在《Energy Storage Materials》。遼寧科技大學為第一通訊單位，2023級博士黃浩和2020級博士鄭金剛為共同第一作者。該項目得到了國家自然科學基金、遼寧省自然科學基金、遼寧省科技項目、遼寧省教育廳重點項目及遼寧省能源材料與電化學重點實驗室的大力支持。

發展固態鋰離子電池有望解決液態鋰電池低能量密度和高可燃性問題。然而，固態鋰離子電池正極顆粒之間的鋰離子傳輸緩慢，并在電池充放電過程中出現鋰離子匱乏區域。因此，在制備高活性材料負載量正極時，除了導電添加劑和粘合劑外，還經常添加一些固態電解質組分或鋰鹽來改善正極材料中的離子傳輸性能和電化學動力學。遼科大能源材料與電化學重點實驗室團隊在研究中意外觀察到，在富鎳正極材料中添加10-30 wt%的氟代鋰鹽會導致前幾個循環中的放電容量損失，這與氟代鋰鹽對富鎳正極的表面相腐蝕密切相關。在電壓驅動下，富鎳正極的鎳離子可以作為金屬催化位點誘導氟代鋰鹽中C-F鍵斷裂。二其他金屬離子（鐵、鈷和錳）無法對C-F鍵斷裂產生相同的催化活性。一旦發生腐蝕，NCM811顆粒的表面將產生富含NiF2的腐蝕層，并且表面層狀結構轉變為巖鹽相。

研發團隊通過理論計算及對比實驗，揭示了全固態鋰金屬電池中氟鋰鹽對富鎳正極材料表面相的腐蝕行為，提出并證明了相應的腐蝕機制。該研究結果對合理制備高電壓富鎳正極和設計高性能的固態鋰金屬電池具有重要指導意義。（供稿單位：化工學院 圖片來源：化工學院）

可視化氟代鋰鹽對富鎳正極表面相腐蝕

氟代鋰鹽對于富鎳正極腐蝕機理