在-40 °C以下，锂金属负极很少能达到99%以上的库仑效率，这阻碍了高能量密度锂金属电池在极端条件下的实际应用。

近日，上海交通大学Jiayan Luo，宁德时代新能源科技股份有限公司吴凯，天津大学Zhenglin Hu利用不同溶剂-稀释剂组合的醚基局部高浓度电解液，研究了锂金属可逆性的限制因素。

文章要点

1）研究发现，除了脱溶剂屏障外，离子电导率、迁移数和扩散率等本体离子传输特性也是低温锂沉积行为的关键因素。在溶剂化能力中等弱的溶剂和粘度最小的稀释剂的组合中观察到优异的锂金属可逆性，突出了离子传输的作用和与脱溶剂权衡的必要性。

2）由锂双（氟磺酰基）酰亚胺、甲基正丙基醚和 1,1,2,2-四氟乙基甲基醚组成的优化电解质在电流密度为 0.5 mA cm^-2 时，在 -40°C 时可提供 99.34% 的出色库仑效率，在 -60 °C 时可提供 98.96% 的出色库仑效率。此外，Li||LiCoO₂（2.7 mAh cm^-2）电池在这些温度下表现出令人印象深刻的可逆容量和循环稳定性。

这项工作揭示了体离子传输与低温性能之间较少被认识到的相关性，并为在寒冷环境下运行的锂金属电池的电解质设计提供了指导。

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Zhengfei Zhao, et al, Leveraging Ion Pairing and Transport in Localized High Concentration Electrolytes for Reversible Lithium Metal Anodes at Low Temperatures, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202412239

DOI: 10.1002/anie.202412239

https://doi.org/10.1002/anie.202412239