我院北京化工大学潘军青教授团队在《Adv. Mater.》发表耐高温锂金属二次电池研究进展
锂金属二次电池(LMBS)具有更高的能量密度，并有望未来进一步实现无负极设计，受到国内外的广泛关注。现有锂金属枝晶和碳酸酯基电解液在高充电电压和高温环境下的具有潜在反应活性，限制了高压和高温条件下的应用。
北京化工大学化学学院潘军青教授围绕化工资源有效利用全国重点实验室稀有战略金属高效利用特色方向，联合华中科技大学伽龙教授通过调节锚定在乙基三甲氧基硅烷（ETMOS）分子上的非溶剂化烷基链和氟化链段的类型及长度，构建了低阴离子/溶剂比（0.3）和稀释剂/溶剂比的新型胶束状电解液（QMLE），突破了现有电解液在高温安全性能方面的瓶颈。课题组朱正录博士后（兼通讯作者）和崔昊楠硕士生为共同第一作者。
研究表明，−CF3锚定链段所产生的强分子内相互作用削弱了ETMOS的溶剂化能力，形成了阴离子主导的溶剂化鞘，结合高闪点，使电解液具有更优异的耐高温稳定性。含有QMLE的Li||Cu电池在3 mA cm-2和3 mAh cm-2的条件下实现了高达98.5%库仑效率；Li||NCM811（11.5 mg cm-2）电池在4.6 V高充电截止电压及30-70 °C的高温范围内实现了稳定运行。本研究为实现今后拓宽高电压和高温条件下锂金属二次电池的商业化提供了一种可参考的电解液设计策略。
图1 QMLE的设计和Li+溶剂化结构的表征
图2不同电解液中锂沉积/剥离行为研究
图3 循环NCM811正极在TTS、DME-LHCE和QMLE中的形貌及界面成分表征
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202513334