科学家研发出低温锂金属电池新型电解质

电动汽车、大规模储能、极地研究、深空探索等都对储能电池的能量密度和低温性能提出了更高的要求，近年来，具有锂金属负极高比容量的锂金属电池成为最有前景的高能量密度电池之一。

然而，在碳酸盐电解质中，溶剂分子与Li+相互作用强烈，阻碍了Li+的迁移和锂金属界面的稳定性。这一限制限制了锂金属电池在低温环境下的应用。

中国科学院金属研究所李锋教授团队提出一种新的电解质设计策略，通过调控溶剂中氧键的能量，实现锂金属电池在低温条件下的优异性能。

该研究成果作为补充封面文章发表在《美国化学会志》上。

本研究发现溶剂中氧键能与离子配位和界面传输密切相关，并阐明了砜(S=O)、酯(C=O)、醚(C–O)等不同氧键对电解质结构和温度适应性的影响。

通过大量筛选，选定了氧键较弱的四氢呋喃类醚类溶剂，在此基础上利用氟化溶剂与醚类溶剂分子之间的氢键进一步减弱Li+与溶剂之间的相互作用。

该策略显著加速了Li +的脱溶过程，降低了溶剂对界面传输和稳定性的副作用，锂金属电池在室温、-20℃和-40℃条件下经过150次循环后仍表现出较高的可逆性，容量保持率为100%。

这是目前文献报道的最稳定的低温锂金属电池之一，实用化的Ah级电池在该新型电解液中表现出优异的性能，该策略为低温电池电解液的开发提供了一种新方法。

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