近日，我院杨勇教授课题组聚焦于电解质策略，在高倍率、宽温域锂/氟化碳（Li/CFx）原电池研究中取得新进展，相关研究成果以“Electrolyte Strategy Enables High-Rate Lithium Carbon Fluoride (Li/CFx) Primary Batteries in All-Climate Environments”为题发表于Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.202413423）。
Li/CFx原电池因其超高的理论比能量（2180 Wh/kg）而受到广泛关注。然而，作为该电池体系放电产物之一的氟化锂（LiF），在室温下的电子导电率仅为10-10 S/cm，严重制约了Li/CFx原电池的倍率性能和低温适应性。针对这一问题，杨勇教授课题组聚焦于电解质改性策略，利用Sn(OTf)2添加剂成功调控Li/CFx电池正负极的界面性质，极大改善CFx电极材料的倍率性能，并拓宽了电池的使用温度窗口。Sn(OTf)2添加剂与正极表面放电产物LiF反应，形成具有更高电导性的SnF2，从而增强了正极的电子导电性并降低了放电过程中的极化。因此，CFx材料在该电解质体系中表现出优异的倍率性能和低温性能。此外，Sn(OTf)2中的Sn2+ 还促进了负极表面形成Li-Sn合金，有效保护了锂金属，使得Li/CFx电池在60 oC下的存储时间超过1000小时。该研究工作显著提升Li/CFx原电池在全气候条件下的电化学性能，使Li/CFx原电池能够更好地适应极端环境的应用。
该项研究工作在杨勇教授和张忠如高级工程师的共同指导下完成，2022级博士生陈勋鑫、2019级硕士生刘高攀（已毕业）和2021级博士生符昂为论文共同第一作者。该论文得到福建省科技计划区域发展项目（2022H4010）和厦门市重大科技计划项目（3502Z20231059）等资助，以及固体表面物理化学国家重点实验室的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202413423
