来自浙江大学材料科学与工程学院的博士生导师范修林带领团队,让电解液同时具有高离子导电率、低溶解能力和低熔点等特性,并形成阴离子衍生的无机界面(anion-derived inorganic interphase)。团队认为这种溶剂能使锂离子电池同时实现高能量密度、快速充电和宽工作温度范围。
研究人员认为,改善电解质质量的最佳方法之一是使用溶解能低的小型溶剂,这种溶剂可以改变锂离子在电解质中的移动方式,从而提高电导率并加快充电速度。
研究人员使用了一种名为氟乙腈(FAN)的溶剂,他们认为这种溶剂能使锂离子电池同时实现高能量密度、快速充电和宽工作温度范围。
科学团队使用次级溶剂化鞘的微小溶剂,析出主要溶剂鞘中的Li+离子,形成快速离子传导的配体通道。同时,低溶解能的小分子溶剂也使阴离子进入第一Li+离子溶剂鞘中,形成富含无机物的界面。
在25°C环境下,FAN中的电解液中,1.3 M的氟硫酰亚胺锂(LiFSI)表现出超高的离子导电性,达到40.3 mS cm-1;即使在-70°C下也可达到11.9 mS cm-1,从而让4.5 V的石墨||LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2电池(1.2 Ah,2.85 mAh cm-2)在-65°C下也能实现高可逆性(0.62 Ah)的充放电。