低温严重损害锂离子电池的性能,锂离子电池需要具有宽流动性范围、促进离子扩散和较低去溶剂化能量的强大电解质。关键在于在内部建立Li+和溶剂分子之间的温和相互作用,这在商用碳酸乙烯酯电解质中很难实现。
在这里,湖南大学Jilei Liu通过低ε溶剂主导的配位来定制溶剂化结构,并通过羰基氧的电负性调节来解锁碳酸亚乙酯。
文章要点
1)改性电解质在-90 ℃下表现出高离子电导率(1.46 mS·cm−1),并在-110 ℃下保持液态。因此,4.5 V 石墨基软包电池在 -10 °C 下经过 200 次循环后可实现约 98% 的容量,且无锂枝晶。
2)这些电池在−70 °C 下还保留了约60% 的室温放电容量,并且在25 °C 下完全充电后甚至在约−100 °C 下仍奇迹般地保留了放电功能。这种通过分子电荷工程破坏碳酸乙烯酯溶剂化优势的策略,为先进电解质设计开辟了新途径。
参考文献
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