可充锂金属电池凭借其超高的能量密度优势而备受青睐。双三氟甲磺酰亚胺基锂（LiTFSI）凭借其出色的化学-电化学稳定性和无毒害特性而在锂金属电池中被广泛用作电解质锂盐。然而，LiTFSI在低电位下（大约3.8V vs. Li+/Li）对于Al集流体具有腐蚀性，因此难以在高电压锂金属电池中进行应用。近日，华中科技大学张恒教授与西班牙能源合作研究中心的Michel Armand等报道了一种在高电压条件下对Al集流体没有腐蚀性的新型磺酸基锂盐。

本文要点

1） 研究人员开发了一种在高电位（4.2 V vs. Li+/Li）下对Al集流体无腐蚀性的新型锂盐---锂（二氟甲烷磺酰）（三氟甲烷磺酰）酰亚胺（简记为LiDFTFSI），将这种锂盐配制成电解液后能够满足4V级Li-NCM111锂金属电池的应用。

2） LiDFTFSI之前被认为是通过Brønsted酸性CF2H基团和聚环氧乙烷（PEO）的环氧乙烷单元之间的相互作用来增强固体聚合物电解质的锂离子导电性，以及通过可能形成的锂离子导电LiH来调节在Li0电极上形成的SEI层的性质。

3） 由于H原子电负性比F原子低，因此具有相似化学结构的LiDFTFSI理论上应该比LiTFSI更不耐氧化, 其电解液可能仍然对Al集流体具有腐蚀性，这在其他磺酰胺盐（例如LiFSI和（氟磺酰基）（三氟甲基磺酰）酰亚胺）的电解液中已被证明。但是，研究人员仍然证实了至少在4.2 V的电位下LiDFTFSI对于Al集流体是相当稳定的。

4） 使用LiDFTFSI锂盐电解液的Li/NCM111电池可以实现200周的稳定循环，其容量保持率高达87%，这比商品化LiPF6基的电解液性能要好。

参考文献

Lixin Qiao, Uxue Oteo, Maria Martinez-Ibañez, Alexander Santiago, Rosalía Cid, Eduardo Sanchez-Diez, Elias Lobato, Leire Meabe, Michel Armand & Heng Zhang， Stable non-corrosive sulfonimide salt for 4-V-class lithium metal batteries， Nature Materials, 2022

DOI: 10.1038/s41563-021-01190-1