简述高性能锂金属电池电解液

金属锂二次电池的设计中，电池的性能高度依赖电解液的数量和充放电电流密度，在电解液数量较少时金属锂负极与NCM正极间的相互用途，会加速电解液在金属锂负极的分解，并形成高阻抗的SEI膜。但是过多的电解液不仅会造成电池能量密度的降低，也会新增电池的成本，因此开发更加稳定的电解液，以减少电解液的用量就显得尤为关键。

金属锂负极来自FMC，添加FEC和DFEC的电解液循环性能得到了显著的提升。FEC+DFEC则在300次循环后仍然保持了较好的循环稳定性。循环温度提高到45℃，FEC+DFEC混合溶剂电解液仍然保持了最好的循环性能，

采用FEC的电解液的倍率性能要好于DFEC和FEC+DFEC电解液。

采用FEC+DFEC混合体系的电解液表现出了更好的循环稳定性，可稳定循环超过250次，电池也没有出现FEC电池那种容量衰降后再恢复的现象。这重要是因为FEC+DFEC的混合电解液体系能够在负极表面形成更为稳定的SEI膜。

采用FE+DFEC体系电解液的电池在开始循环时和循环200次后，电池不仅在容量上保持了良好的稳定性，电池的充放电电压也没有出现明显的衰降。

在EC基的电解液中，SEI膜的厚度更厚，并且含有较多的类PEO的聚合物成分，这表明在循环过程中EC在金属锂表面的还原聚合，是导致金属锂离子电池衰降的重要原因。

相比于EC溶剂，FEC溶剂中形成的SEI膜除了包含一些有机成分之外，还包含了一些无机成分例如碳酸锂、氟化锂、烷基碳酸锂等成分，这种复合成分的SEI膜不仅赋予了SEI膜的良好的弹性，能够适应金属锂的体积变化，同时也能够让Li+快速穿过SEI膜。

采用EC基电解液的金属锂负极表面存在大量的锂枝晶，枝晶大大新增了金属锂负极的表面积，加速了电解液的分解。与之相对的是FEC和DFEC电解液的金属锂负极表面则呈现出片状的金属锂，相比于针状的锂枝晶，电极的比表面积更小，从而有效地改善了电极的循环性能。