据中科院官网报道，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员武建飞团队研究团队开发了一种新型的高压氟化电解液体系，将NCM811正极材料的工作电压从4.2V提高到4.6V，拓展了三元体系的使用上限和应用范围，解决了两个重要问题：提高了高镍三元正极体系的比容量和工作电压，抑制NCM811正极在高电压下的结构相变、过渡金属离子溶出以及二次粒子的开裂，降低了极化，从而提高体系的能量密度和循环性能；构建了稳定的CEI和SEI，实现高负载量高镍三元体系电池在高电压下的可逆稳定循环。其中Li||NCM811半电池在4.6V工作电压下可以展现出247.2 mAh g-1的高比容量，81.4%的循环容量保持率（0.5C 200圈）和154.5 mAh g^-1的高倍率比容量（5C）。同时，石墨|| NCM811全电池在4.6 V循环100圈后仍然保留185.7 mAh g^-1的高比容量。通过密度泛函理论（DFT）计算系统阐述了该高压电池体系性能提升的原因。氟取代基（-F）具有很强的吸电子作用，降低了溶剂的最高被占据分子轨道（HOMO），从而提高了电解液的氧化电位。在该体系中，正极表面的氟代溶剂（-F）如 TFA 和 FEC 具有较低的HOMO能级，从而获得较高的氧化电位，有助于形成均匀的CEI膜。在负极表面，LiDFOB、FEC 和 TFA 的LUMO较低，通过协同作用在负极侧还原形成均匀的SEI膜，进一步稳定电池性能。通过SEM、XPS等系列表征，进一步证实，通过在正极表面形成了薄而均匀的富B和富F的无机电解质界面，减少了二次粒子的开裂从而缩小正极和电解液之间的接触面积，极大地抑制了电接触不良、副反应以及过渡金属离子溶出，从而突破了高镍三元正极在高电压下容量衰减严重等障碍，为设计开发高能量密度锂离子电池提供了新的思路和途径。研究成果以“A fluorinated electrolyte stabilizing high-voltage graphite/NCM811 batteries with an inorganic-rich electrode-electrolyte interface”为题发表于Chemical Engineering Journal。