研究背景
在能源存储领域，锂金属电池（LMBs）因具有高理论容量和低还原电位等优势，但也存在问题，如充放电循环导致的容量衰减、高电流密度下的超低容量以及锂金属负极的高反应性带来的安全隐患，还有电池循环过程中产生的死锂会造成不可逆容量损失。而2-氟-5-碘吡啶（2-F-5-IPy）可以作为一种新型电解液添加剂，它的分子结构包含2-氟吡啶环和碘原子。强极性的C-F基团影响吡啶的电子云，使其在充放电过程中易于发生氧化还原反应；碘原子则倾向于形成I₃⁻/I⁻离子对，这一特性在激活死锂方面发挥关键作用。
2-氟-5-碘吡啶
电性能
通过多种实验手段对添加2-氟-5-碘吡啶的电池性能进行测试。在对称电池实验中，在电流密度为1mA cm⁻²、锂电镀容量为1mAh-1cm-2时，可稳定循环约800小时，而未添加的电池仅循环160小时就短路。在不同电流密度下的C-rate性能测试中，添加2-氟-5-碘吡啶的对称电池表现出色，即使在10mA cm⁻²的高电流密度下仍能保持稳定，且其阻抗更小，更有利于Li⁺传输和电荷转移。在Li||Cu电池测试中，显著降低了Li⁺的沉积过电位，提高了库仑效率，增加了Li⁺转移数，提升了Li⁺沉积/剥离的可逆性和动力学性能。
C-rate性能
对添加2-氟-5-碘吡啶的Li||LiFePO₄电池进行C-rate性能测试，结果表明随着电流密度增加，该电池比其他电池具有更高的比容量，在高C-rate下容量恢复能力更强，极化减小，初始放电电位升高，放电平台更长。循环稳定性测试显示，添加2-氟-5-碘吡啶后，电池在5C倍率下的容量保持率从36.5%大幅提升至89.4%。扫描电子显微镜（SEM）图像显示，添加2-F-5-IPy的锂负极表面几乎无锂枝晶，沉积层更薄且更致密。
机制
从作用机制来看，2-氟-5-碘吡啶的LUMO能量低于溶剂分子，更易在负极还原并参与固体电解质界面（SEI）的形成。X射线光电子能谱（XPS）分析表明，分解产物LiF等能有效保护负极，促进锂的有序沉积，降低Li⁺扩散势垒。同时，2-氟-5-碘吡啶在电池运行过程中，其碘原子可转化为I₃⁻/I⁻离子对，能与死锂周围的非导电成分反应，溶解死锂的非导电外壳，使内部活性锂得以暴露，从而实现死锂的激活。
2-氟-5-碘吡啶作为一种双功能电解液添加剂，既能通过形成富含LiF 和Li₃N的SEI保护负极，抑制锂枝晶生长，又能在电池循环过程中激活死锂，显著延长了Li||Li对称电池的循环寿命，大幅提高了Li||LiFePO₄电池的容量保持率[1]。
参考文献
[1]Erlei Z ,Huijie T ,Meng L , et al.Dendrite inhibited and dead lithium activated dual-function additive for lithium metal batteries.[J].Chemical communications (Cambridge, England),2023,59(73):