锂离子电池（LIBs）在超低温（< 40 ℃）下的正常运行对于其在寒冷气候条件下的应用非常重要；然而，由于其缓慢的动力学和Li⁺在其骨架中缓慢的固体扩散，LIBs的运行受到常规插层正极低容量的严重困扰。

近日，苏州大学晏成林教授报道了重点研究了不同缩合反应条件下合成的共价结晶聚合物（CCP）和共价非晶聚合物（CAP）的低温特性。发现，在低温条件下，非晶化可以缓解致密晶格结构对离子输运的阻挡作用，是促进正极低温动力学的一种有效策略。

文章要点

1）分子动力学（MD）模拟表明，在极端条件下，富通道的非晶态结构更有利于锂离子在有机固体的间隙中快速扩散。

2）结果表明，CCP的密集堆积结构阻碍了Li⁺在低温下到达材料内部的活性中心，导致了较高的界面阻抗（1132 Ω）和较低的离子扩散系数（D_Li，范围为7.9×10⁻¹⁸~3.8×10⁻¹³）。而由于电荷传输阻抗的降低和Li⁺扩散速率的加快，得到的具有丰富吡嗪和羰基活性中心的共价非晶态聚合物在−80 °C下的比容量高达141 mAh g⁻¹，优于其结构类似的共价结晶聚合物（43.8 mAh g⁻¹）。此外，在−60 °C下充放电500次后，电池初始容量的保持率可达84.7%。

这项工作为开发低温（Low-T）电池提供了一种有效的晶态正极非晶化策略。

参考文献

Yiwei Zheng, et al, Accelerating Ion Dynamics Under Cryogenic Conditions  by the Amorphization of Crystalline Cathodes, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202102634

https://doi.org/10.1002/adma.202102634