快充能力和日历寿命是可充电电池的关键指标，尤其是易受缓慢的Li+脱溶动力学和HF诱导腐蚀影响的硅基电池。现有的电解质无法同时解决这两个关键挑战。

在此，华南理工大学Li Du报道了一种微观异质共价有机纳米片(CON)胶体电解质，用于极快速充电和长日历寿命的硅基锂离子电池。

文章要点

1）研究人员通过理论计算和原位拉曼光谱揭示了多尺度非共价相互作用的基本机制，其中涉及介观CON衰减微观Li⁺-溶剂配位，从而加速Li⁺脱溶动力学。

2）这种电解质设计使全电池在8 C（83.1%充电状态）和10 C（81.3%充电状态）下均具有极快的充电能力。值得注意的是，胶体电解质在10 C下表现出破纪录的循环性能（400次循环后容量保持率为92.39%）。此外，得益于介孔CON对HF和水的强大吸附能力，全电池的日历寿命显著提高。这项研究强调了微观异质胶体电解质在增强硅基锂离子电池的快速充电能力和日历寿命方面的作用。

研究工作为具有多尺度相互作用的电解质设计提供了新的视角，为在恶劣环境下运行的碱离子/金属电池的开发提供了富有洞察力的指导。

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Weifeng Zhang, et al, A Microscopically Heterogeneous Colloid Electrolyte for Extremely Fast-Charging and Long-Calendar-Life Silicon-Based Lithium-Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202410046

DOI: 10.1002/anie.202410046

https://doi.org/10.1002/anie.202410046