双氟碳酸乙烯酯在制备电解液中的应用

双氟碳酸乙烯酯，英文名为Di-fluoro ethylenecarbonate，常温常压下为无色透明液体，是一种常见的锂电池电解液添加剂。双氟碳酸乙烯酯结构中含有两个氟原子，而氟原子具有较强的电负性使得该物质的分子极性增强，它与水分子的极性不匹配导致其在水中的溶解度较低。

图1 双氟碳酸乙烯酯的性状图

理化性质

双氟碳酸乙烯酯是一种化学物质，主要用作锂离子电池电解液添加剂，形成SEI膜的性能更好形成紧密结构层但又不增加阻抗，能阻止电解液进一步分解并且提高电解液的低温性能。双氟代碳酸乙烯酯在有机溶剂中通常具有较好的溶解度，如乙醇、丙酮和二甲基甲酰胺等。如果需要在水中溶解双氟代碳酸乙烯酯，可能需要使用辅助剂或改变条件来提高其溶解度。在电解液中少量添加双氟碳酸乙烯酯就可以改变电解液的循环性能和低温性能，而且还具有良好的阻燃效果，可显著提高电解液的闪点。双氟碳酸乙烯酯具有较高的热稳定性和化学稳定性，在常温下不与常见化学物质发生反应。

制备电解液

为了促进锂金属电池（LMBs）的实际应用，实现电解质与锂金属界面的稳定性至关重要。其中，氟化电解液是高压LMBs最有希望的候选者之一，这要归功于其固有的负极稳定性和它通过形成富含LiF的固体电解质中间相（SEI）来稳定锂沉积/剥离。氟代碳酸乙烯酯（FEC）被引入作为双氟代碳酸乙烯酯（DFEC）/三氟乙基甲基碳酸酯（FEMC）电解液体系的溶剂化保护溶剂，以实现锂金属负极的稳定循环。研究表明，由于具有较高的溶剂化能力，双氟代碳酸乙烯酯的加入改变了溶液中锂配合物的结构。与非氟化溶剂相比，氟化溶剂的Li+溶剂化能力降低，还原电位增加。[1]

参考文献

[1] Chi-Cheung Su, Nano Energy, 92, 2022, 106720.