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金属锂具有高理论容量和低电化学势,是高能电池最有希望的负极材料之一。但是,不可抑制的锂枝晶生长仍是其应用的重要障碍。此外,富镍的锂镍钴锰氧化物作为一种很有前途的正极材料受到了广泛关注。但是,差的界面稳定性限制了它们的发展。开发合适的电解液添加剂是解决上述问题最经济有效的方法之一。砜类添加剂极性大,热稳定性好,是一种优良的成膜添加剂。本文主要研究了两种双功能砜类电解质添加剂二苯砜(DPS)和双(4-氟苯基)砜(BFS)对富镍锂金属电池稳定性和抑制锂枝晶的影响。首先,在NMC811/Li电池中添加0.5 wt%DPS和BFS。在1C的倍率下,其初始放电容量均在160 mAh g-1左右。循环500圈后,每圈的放电容量保持率分别为99.93%和99.91%。当倍率达到5C时,含有0.5 wt%DPS的电池在循环500圈后,放电比容量和每圈的容量保持率分别为89 mAhg-1和99.95%,远高于含有0.5wt%BFS体系(70mAh g-1,99.92%)和空白体系(25 mAhg-1,99.84%)。与空白体系相比,在活性物质负载量为20 mg/cm2(接近商业电极)或温度达到60℃时,含有0.5 wt%DPS的NMC811/Li电池均展现出相对优异的循环稳定性和容量保持率。此外,LSV和CV结果表明,DPS和BFS先于碳酸盐溶剂被氧化分解,从而形成均匀的CEI薄膜,很好地保护了 NMC811正极极不受侵蚀。EIS和TEM分析表明,由添加剂衍生的CEI膜更薄,降低了电池的界面电阻。通过XPS分析发现,添加剂与电极和电解液反应生成LiF,Li2SO3和ROSO2Li,有利于形成促进锂离子传输和抑制电子传输的正极固体电解质膜(CEI)。因此,含有添加剂DPS和BFS的NMC811/Li具有更长的循环寿命,更高的容量保持率和更好的快速充电性能,而且DPS的效果更佳。添加0.5 wt%DPS和BFS时,Li/Li对称电池在1 mAcm-2的电流密度下可分别实现240和360 h的高循环稳定性。这是因为在锂金属表明形成了富含LiF的平整致密的SEI膜,从而抑制了锂枝晶的生长,并阻碍了电解液进一步的分解,提高了电池的循环性能。此外,通过对比发现,不含F的DPS更有利于形成稳定致密的SEI层,因此,DPS在提高对称电池的循环性能及抑制锂枝晶生长的效果优于BFS。