隸屬于UNIST的一個聯合研究小組推出了一種新型電解質添加劑，可使高能量密度鋰離子電池（LIBs）具有長壽命和快速充電能力。

該研究發表在2021年2月號的《自然通訊》上，由能源與化學工程學院的Nam-SoonChoi教授和SangKyuKwak教授與UNIST化學系的SungYouHong教授合作完成。此外，UNIST能源與化學工程學院的JaephilCho教授也參與了該項目。

隨著對大容量電池（即電動汽車電池）需求的增加，人們正積極努力用高容量材料（如硅或高鎳）替代傳統的鋰離子電池電極。雖然硅是一種很有吸引力的正極材料，可以提高鋰離子電池的能量密度，但由于充放電過程中的體積膨脹，其機械強度較差。高鎳陰極材料還存在化學穩定性差的問題。

研究團隊在研究中證明，在高容量Si-C陽極上建立穩定的、可空間變形的固體電解質間相（SEI），可以忍受Si鋰化引起的不可避免的體積變化，可以使高能量密度LIBs具有較長的壽命和快速充電能力。

據研究團隊介紹，在高鎳陽極和Si混合陽極組成的大容量電池中加入新的添加劑后，即使經過400次充放電循環，初始容量也能保持在81.5%，比LIBs中選擇VC（碳酸乙烯酯）或FEC（碳酸氟乙烯酯）作為添加劑的效果好10%～30%。

"該成果是通過材料結構設計、實驗、模擬、合成方法研究等方面的合作，實際做出了這種可以彌補現有添加劑（VC）缺點的材料結構。它提出了一個新的發展方向。"該研究的共同通訊作者崔教授說。

此外，研究小組還發現，這些添加劑可以去除電解液中的氫氟酸(HF)，以防止高鎳陽極內部的金屬(鎳)泄漏出來。陽極內部的金屬量決定了電池的容量。

"這項工作在高能量密度鋰離子電池的電解液添加劑開發方面取得了突破性進展，"研究團隊指出。"我們期望我們的合理分子設計和DFT輔助機理開發的系統方法為發現下一代添加劑提供了一個有希望的途徑。