锂金属因具有超高的理论比容量（3680 mA h g-1）被认为是最具前景的下一代负极材料，因此锂金属电池受到了广泛的关注。然而，锂金属的高反应活性,锂金属电池的电化学性能与电解液成分息息相关。目前，使用最广泛的电解液是将LiPF6盐溶解在有机碳酸酯类溶剂中。然而，LiPF6盐会发生热分解，分解产物与溶剂中的微量水反应生成HF。产生的HF会腐蚀固体电解质界面，加剧正极结构的退化，最终导致锂金属电池容量的快速衰减。 近日，湖南大学的马建民教授提出了疏水性锂离子溶剂化结构的概念，并通过在电解液中引入丙烯酸六氟异丙酯（HFAC），设计出疏水性的锂离子溶剂化结构，有效地提高锂金属电池的循环稳定性。
含有添加剂的电解液体系表现出更加优异的电化学性能。首先，HFAC分子具有较高的偶极矩（2.87 D），可以参与到锂离子的溶剂化结构中，增加溶剂化结构中PF6-阴离子的数量（从0.6增加到0.77）。而且，HFAC中的烯烃基团和非极性全氟碳链(-CF2CF2CF3)具有疏水性，可以保护PF6-阴离子免受微量H2O的攻击，减少HF的产生，提高正负极固体电解质界面的稳定性。另外，HFAC具有较低的最低未占据分子轨道(LUMO)和较高的最高占据分子轨道(HOMO)，可在Li负极和正极上被优先还原和氧化，形成富含有机成分的SEI和CEI结构。有机成分丰富的固体电解质界面具有较好的柔性，可以承受循环过程中正负极的体积变化，抑制锂枝晶的生长和正极材料结构的坍塌。 最终，基于HFAC添加剂的电解液可以有效的提高Li||Li电池以及Li||LiNi0.6Co0.2Mn0.2电池的循环稳定性，该工作提出的疏水性溶剂化结构概念不仅为抑制Li枝晶的形成和稳定锂金属电池提供了有效的途径，而且为消除电解液中微量水的危害提供了新的设计思路。 论文信息 Additive-Assisted Hydrophobic Li+-Solvated Structure for Stabilizing Dual Electrode Electrolyte Interphases through Suppressing LiPF6 Hydrolysis Dr. Fang Li,Dr. Jiandong Liu,Jian He,Dr. Yuyang Hou,Dr. Huaping Wang,Dr. Daxiong Wu,Dr. Junda Huang,Prof. Jianmin Ma 文章的第一作者是湖南大学的李芳（博士后），现为山东大学副研究员。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202205091
