低溫嚴重損害鋰離子電池的性能,鋰離子電池需要具有寬流動性范圍、促進離子擴散和較低去溶劑化能量的強大電解質。關鍵在于在內部建立Li+和溶劑分子之間的溫和相互作用,這在商用碳酸乙烯酯電解質中很難實現。
在這里,湖南大學Jilei Liu通過低ε溶劑主導的配位來定制溶劑化結構,并通過羰基氧的電負性調節來解鎖碳酸亞乙酯。
文章要點
1)改性電解質在-90 ℃下表現出高離子電導率(1.46 mS·cm?1),并在-110 ℃下保持液態。因此,4.5 V 石墨基軟包電池在 -10 °C 下經過 200 次循環后可實現約 98% 的容量,且無鋰枝晶。
2)這些電池在?70 °C 下還保留了約60% 的室溫放電容量,并且在25 °C 下完全充電后甚至在約?100 °C 下仍奇跡般地保留了放電功能。這種通過分子電荷工程破壞碳酸乙烯酯溶劑化優勢的策略,為先進電解質設計開辟了新途徑。
參考文獻
Chen, Y., He, Q., Zhao, Y. et al. Breaking solvation dominance of ethylene carbonate via molecular charge engineering enables lower temperature battery. Nat Commun 14, 8326 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-43163-9
https://doi.org/10.1038/s41467-023-43163-9