FEMC的介绍
FEMC基本化学信息
中文名称：2,2,2-三氟乙基甲基碳酸酯
英文名称：2,2,2-Trifluoroethyl methyl carbonate
简称：FEMC
分子式：C₄H₅F₃O₃
分子量：158.08
沸点：103℃（760 mmHg）
FEMC通过在常规锂离子电解液溶剂EMC（碳酸甲乙酯）结构中引入-CF3基团，显著提升了溶剂的热稳定性和电化学稳定性[1]。FEMC结构中的-CF3基团，能降低其最高已占据分子轨道（HOMO）能级，提高电解液的氧化电位[2]。FEMC凭借氟元素赋予的综合性能优势，成为锂离子电解液中提升稳定性与安全性的关键功能型溶剂/添加剂，在高安全、高能量密度锂电池领域具有重要应用潜力。
FEMC在锂电池中的作用
增强高电压体系下的循环稳定性[2]
Zhengcheng Zhang等研究了FEMC在高电压LiNi0.5Mn1.5O4电池体系中对循环性能的改善作用。研究表明，采用1.2 M LiPF₆溶解于F-AEC（4-[2,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)丙基]碳酸乙烯酯）、FEMC（2,2,2-三氟乙基甲基碳酸酯）与F-EPE（1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚）组成的混合含氟电解液时，该体系展现出在5V高电压下优异的抗氧化性能，其中FEMC的引入显著提升该高电压镍锰酸锂电池的循环性能。
强化正极稳定性，降低负极界面副反应发生[3]
Yu-Mi Lee等人的研究表明，在NCM523电池体系中添加5%的FEMC时，可有效抑制正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2在循环过程中过渡金属溶出，提高正极材料在循环过程中的稳定性。此外，与不含氟的EMC相比，FEMC因具有更低的最低未占据分子轨道（LUMO）能级，能够优先在负极表面形成富含LiF的稳定界面膜，这一界面膜能抑制负极界面的副反应。通过对正、负极界面稳定性的协同改善，FEMC显著提升NCM523电池的循环性能。
增强电池阻燃特性，提升整体安全性能[4]
FEMC作为锂离子电池电解液的共溶剂，可有效提高电解液的阻燃性能。Gyeong-jun Chung等人通过电解液的自熄灭时间（SET）测试和正极-电解液的差示扫描量热仪（DSC）测试等实验，表明FEMC能改善NCM622体系阻燃性能，提升电池体系的热稳定性，强化电池安全性能。
其他领域
FEMC分子结构中含有三氟乙基和碳酸酯基团，使其在含氟精细化学品的合成中具有反应活性和选择性，是一种有潜力的含氟有机合成中间体，可用于合成多种高附加值的含氟精细化学品。
FEMC的技术挑战与优化
FEMC在锂离子电解液中的应用虽展现出显著优势，但其电解液配方仍需要优化、改善。
参考文献：
[1] 沈旻, 蒋志敏, 李南, 等.高安全性锂离子电池电解液[J]. 储能科学与技术, 2018, 7, 1069-1081.
[3] Yu-Mi Lee, Kyoung-Mo Nam, Eui-Hyung Hwang, et al. Interfacial origin of performance improvement and fade for 4.6 V LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 battery cathodes[J]. J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 10631-10639.
[4] Gyeong-Jun Chung, Jisoo Han, Seung-Wan Song. Fire-preventing LiPF6 and ethylene carbonate-based organic liquid electrolyte system for safer and outperforming Lithium-ion batteries[J]. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 42868-42879.
[5] Mingsheng Qin, Ziqi Zeng, Fenfen Ma, et al. Doping in solvation structure: enabling fluorinated carbonate electrolyte for high-voltage and high-safety Lithium-ion batteries[J]. ACS Energy Lett., 2024, 9, 2536-2544.
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