
电解质是决定锂电池性能的关键组分,在快速充放电和低温等极端条件下尤为重要。然而,传统基于溶剂、盐和功能添加剂均相混合的电解质设计方法,难以同时满足锂金属电池对电极界面稳定性和体相离子传输动力学的双重需求。鉴于此,清华大学Kai Liu等提出了一种自分区电解质设计新策略。具有选择性自组装特性的4,5-二氰基-2-(三氟甲基)咪唑锂盐(LiTDI),可在正极/电解质界面自发分区形成非均相电解质体系。本文要点:
(1)在正极侧,LiTDI诱导形成高浓度界面区,富阴离子的溶剂化结构促进了稳定正极电解质界面相(CEI)的形成;而在体相电解质中则保持低浓度低粘度特性,确保快速离子传输和优异倍率性能。
(2)采用该电解质的Li||NCM811电池实现500次稳定循环,容量保持率达80.3%,在10C放电倍率下仍具有169.3 mAh g-1的比容量。在-20℃低温条件下,电池以0.5 C倍率循环700次后容量保持率高达96.6%,平均库仑效率达99.2%。该工作为高电压和低温应用的锂金属电池提供了全新的电解质设计范式。
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
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