電解質是決定鋰電池性能的關鍵組分，在快速充放電和低溫等極端條件下尤為重要。然而，傳統基于溶劑、鹽和功能添加劑均相混合的電解質設計方法，難以同時滿足鋰金屬電池對電極界面穩定性和體相離子傳輸動力學的雙重需求。鑒于此，清華大學Kai Liu等提出了一種自分區電解質設計新策略。具有選擇性自組裝特性的4,5-二氰基-2-(三氟甲基)咪唑鋰鹽(LiTDI)，可在正極/電解質界面自發分區形成非均相電解質體系。
本文要點：
（1）在正極側，LiTDI誘導形成高濃度界面區，富陰離子的溶劑化結構促進了穩定正極電解質界面相(CEI)的形成；而在體相電解質中則保持低濃度低粘度特性，確保快速離子傳輸和優異倍率性能。
（2）采用該電解質的Li||NCM811電池實現500次穩定循環，容量保持率達80.3%，在10C放電倍率下仍具有169.3 mAh g-1的比容量。在-20℃低溫條件下，電池以0.5 C倍率循環700次后容量保持率高達96.6%，平均庫侖效率達99.2%。該工作為高電壓和低溫應用的鋰金屬電池提供了全新的電解質設計范式。
Yu Ou, Da Zhu, Pan Zhou, Changjian Li, Yang Lu, Qingbin Cao, Xuan Song, Wenhui Hou, Shuaishuai Yan, Yingchun Xia, Hangyu Zhou, Weili Zhang, Qingqing Feng, Hong Xu, Kai Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202504632.
https://doi.org/10.1002/anie.202504632
