Abstrak
Studi ini menyelidiki kinerja elektrokimia, stabilitas, dan mekanisme dekomposisi elektrolit berbasis fluorin dalam baterai litium-ion (LIB) silinder skala besar yang kaya Ni dalam kondisi tegangan tinggi (hingga 4,8 V). Kami meneliti fluoroetilen karbonat (FEC) dan di-fluoroetilen karbonat (DFEC) dalam formulasi elektrolit dan pengaruhnya terhadap umur baterai, evolusi gas, dan dinamika solvasi. Sementara FEC dikenal untuk meningkatkan antarmuka elektrolit padat (SEI), DFEC masih kurang dieksplorasi. Dengan menggunakan simulasi dinamika molekuler (MD), perhitungan teori fungsi kerapatan (DFT), dan analisis elektrokimia, kami mengidentifikasi sifat solvasi utama, karakteristik transpor ion (tLi+, CIP%), dan struktur elektronik yang memengaruhi stabilitas elektrolit. Elektrolit 1,2 M LiPF6 dalam DMC/FEC/DFEC (4:0,5:0,5% v/v) mencapai retensi kapasitas tertinggi (85,11% setelah 1.000 siklus), dengan DFEC mengurangi energi pengikatan cangkang solvasi dan menstabilkan kinerja elektrolit. Spektrometri massa elektrokimia diferensial (DEMS) dan spektroskopi resonansi magnetik nuklir (NMR) mengungkapkan bahwa FEC menghasilkan produksi CO2 yang lebih tinggi melalui pembukaan cincin dan de-fluorinasi menjadi vinilena karbonat (VC), sementara DFEC mengurangi evolusi gas. Wawasan ini memberikan kerangka kerja holistik untuk mengoptimalkan formulasi elektrolit berenergi tinggi, yang mendukung pengembangan LIB yang lebih aman dan lebih efisien untuk kendaraan listrik dan aplikasi penyimpanan energi.
Elektrolit Terfluorinasi untuk Baterai Lithium-Ion NCA90 Kaya Ni Berenergi Tinggi pada Konfigurasi Sel Silinder: Analisis Mendalam tentang Jalur Dekomposisi
