3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯（TFPO）是一种氟化环氧化合物，化学式为C6H8F4O2，该化合物具有一个环氧基团和一个四氟丙氧基取代基，使其具备热稳定性、耐化学性和疏水性等特点。由于环氧环的反应活性以及氟化链的独特性质，它可作为化学中间体，用于涂料和胶粘剂领域，此外，在构建高性能凝胶聚合物电解质方面显示出独特优势[1,2]。
Chen等人通过3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯与1,3-二氧戊环（DOL）的原位共聚合反应，开发了一种新型氟化共聚醚电解质（FCE）。以三(五氟苯基)硼烷（TB）作为引发剂，优化后的电解质体系（0.03TB-TFPO/9DOL）表现出优异的综合性能，3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯的引入不仅延缓了DOL的过快聚合速率，便于电池原位组装，还通过其氟化基团提升了电解质的抗氧化能力和阻燃性[2]。
1. 3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯的合成和电解质制备
（1）3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯的合成
3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯的合成路径如图1所示。首先，向三颈反应瓶中加入过量环氧氯丙烷，随后在加热搅拌条件下向反应釜内加入含3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯的氢氧化钠水溶液。接着用乙醚萃取有机物，分离乙醚后用无水硫酸镁干燥去除大部分水分，粗制3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯单体经减压蒸馏。最后在氮气保护下加入氢化钙处理12小时以去除微量残留水分，再次减压蒸馏并脱气除去氧气及其他气体成分，最终收率为55%[2]。
图1 3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯的合成路径
（2）电解质制备
首先，将2 mmol LiTFSI溶解于0.9 mL TFPO中以获得LiTFSI-DOL溶液。随后，将0.03 mmol TB溶解于0.1 mL TFPO中制得TB-TFPO，并迅速加入LiTFSI-DOL溶液搅拌，得到0.03TB-TFPO/9DOL的前驱体溶液。接着，根据液态电解质的使用方法将前驱体封装在纽扣电池中，并将聚合物电解质置于室温下静置一段时间后制备完成[2]。
2. 电解质性能表征
通过XPS等表征手段进一步证实，聚合物电解质（0.03TB-TFPO/9DOL）表现出优异的综合性能：高离子电导率（25℃下1.7mS cm-1）、高氧化稳定性（>4.5 V）及不可燃性。该电解质显著提升了锂金属电池的循环稳定性，在Li-LiFePO4电池中实现了800次循环后90%的容量保持率[2]。
如图2所示，图中（a-c）为原始LFP、DOL循环后的LFP及0.03TB-TFPO/ 9DOL循环后的LFP扫描电镜图像，插图为对应LFP光学显微照片；(d)为DOL循环后LFP表面XPS C 1s能谱；(e)为0.03TB-TFPO/9DOL循环后LFP表面XPS C 1s能谱；(f)为TFPO循环后LFP正极XPS C 1s能谱[2]。
图2 锂电池循环稳定性差异分析
综上，3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯与1,3-二氧戊环的原位共聚策略成功解决了醚类电解质氧化稳定性差与安全性不足的问题。氟化共聚醚电解质兼具高离子电导率、高电压稳定性和阻燃性，为高安全锂金属电池的开发提供了新方向。
参考文献
[1] Li W, Ma L, Liu S, et al. Thermally Depolymerizable Polyether Electrolytes for Convenient and Low‐Cost Recycling of LiTFSI[J]. Angewandte Chemie, 2022, 134(38): e202209169.
[2] Chen Z, Xian J, Pan X, et al. Lithium metal batteries with in situ copolymerized fluorinated polyether electrolytes[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2023, 11(48): 26794-26803.