【摘要】 韩国团队发现InAc添加剂通过Li-In合金层调控锂离子电池电极表面功函数，抑制电解液分解，提升SEI稳定性与电池循环寿命。含DFT计算、SEM图像与LUMO能级分析，为电池技术创新提供理论支持。

锂离子电池电解液分解的挑战与创新方案 锂离子电池长期面临石墨/硅电极表面电解液持续分解的难题，传统固体电解质界面（SEI）易因化学机械降解失效，导致电池性能下降。韩国科研团队提出创新解决方案：通过三(2,4-戊二酮)铟(III)（InAc）添加剂调控电极表面功函数，形成高稳定性Li-In中间层，显著抑制副反应，为提升电池循环寿命提供新思路。

 

核心机制：功函数调控与Li-In合金层作用 通过密度泛函理论（DFT）计算（图1a）发现，InAc添加剂促使Li-In合金功函数值（3.85eV）显著高于锂化石墨（1.97eV），有效阻断电解液与电极接触。实验表明，该中间层可优先还原（LUMO能级-1.82eV），抑制碳酸酯类溶剂分解（如EC的LUMO为0.26eV），并通过差异化调控石墨与SiO表面功函数（石墨升高、SiO降低），分别实现SEI稳定性和无机层形成的双重优化。

图1 a) DFT计算的锂化排列石墨边缘平面和Li-In合金的功函数值，b)添加InAc电解质初始形成过程中的差分容量图，c)背景电解质和添加剂增强电解质形成后石墨电极的光学图像，d)添加电解质后石墨电极上SEI组成的3D ToF-SIMS表示，e) InAc添加剂在石墨中的作用机理示意图

 

实验验证：电极结构与循环性能分析 非原位SEM图像（图2）显示，传统电解液循环后石墨电极孔隙堵塞且SEI层增厚，而含InAc添加剂的电解液循环后电极结构完整。差容量图（图1b）进一步揭示In(III)沉积与锂化分步反应，形成高功函数层。光学图像（图1c）与3D ToF-SIMS（图1d）证实，InAc添加剂显著改善SEI成分均匀性，减少电极疲劳。

 

图2 添加了添加剂的电解质循环的石墨电极的非原位横切SEM图像和最上面的

 

应用前景：提升电池耐久性与技术潜力 研究证明，InAc添加剂通过建立Li-In中间层，降低电解液分解速率，从而延长锂离子电池寿命。该机制对高能量密度电池设计具有重要参考价值，尤其在硅基负极和快充技术领域潜力显著。

 

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