LiNi_xCo_yMn_zO₂(x+y+z=1)||石墨锂离子电池（LIB）化学具有广阔的应用前景。然而，由于Li⁺在体电解液和电解液/电极界面中传输时遇到的电阻增加会导致容量损失和电池失效，其具有较差的低温（≤-20 °C）性能。尽管人们已经进行了诸多研究，但仍然没有有效的方法来降低影响低温锂离子电池性能的电荷转移电阻（R_ct）。

近日，马里兰大学王春生教授，罗德岛大学Brett Lucht，陆军研究实验室许康，布鲁克海文国家实验室Xiao-Qing Yang引入了一种低极性溶剂电解质（LPSEs），以增强锂离子在低温下在EEI内和跨EEI之间的迁移动力学。

文章要点

1）研究人员展示了2.0 M LiFSI-EMC/TTE示例性电解液，该电解液使NMC811||Gr电池能够在从-40到50 °C的较宽温度范围内工作，在25 °C时提供113 mAhg^-1的高容量(整个电池为117 mAhg^-1)，并在-20 °C下以1/3C的电流密度保持81%的室温容量，而不镀锂。

2）通过FTIR、分子模拟、EIS、XPS等手段对电极的溶剂化结构、分子相互作用、电极电阻和化学成分等进行分析，认为电极低温性能的提高归因于电极上Li⁺迁移和电荷转移过程中的电阻和活化能的同时降低，这是由于降低了去溶能和在两个电极上形成了薄的富无机中间相。这些性质还与Li⁺和溶剂的离子-偶极相互作用的减弱以及电解质中内在和/或外在的部分解离的CIPs和AGGs结构域在分子水平上有关。

研究人员提出并论证了电解质工程策略，揭示了分子间相互作用与Li⁺传输动力学之间的关系，并为在保持所有其他实用性质的同时扩大LIBs的使用温度范围提供了一种新的途径。

参考文献

Bo Nan, et al, Enhancing Li⁺ Transport in NMC811||Graphite Lithium-Ion Batteries at Low temperatures by Using Low-Polarity-Solvent Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202205967

https://doi.org/10.1002/anie.202205967