​谢佳/曾子琪AEM：适用于石墨锂电的宽温（-40至60℃）PC基电解液

锂离子电池的发展无疑要求先进的电解液具有卓越的环境适应性和长期稳定性。碳酸丙烯酯（PC）被证明是一种具有竞争力的溶剂，其具有高介电常数和广泛的液体范围，但其应用受到石墨兼容性差和高粘性的内在阻碍。

华中科技大学谢佳、曾子琪等通过调整Li⁺-PC相互作用的强度和拓扑结构，在不改变溶剂化结构的情况下，开发了一种具有宽温度范围的PC基电解液。

图1. PC基电解液的合理设计和电化学性能

具体而言，这项工作开发了一种仅由氟苯（FB）、PC和锂盐配制的PC基电解液。研究发现，在相对较低的锂盐浓度（2.3M）下，FB削弱了PC和Li⁺之间的亲和力，促进了石墨表面的脱溶剂化，从而提高了PC基电解液对石墨负极的电化学稳定性。此外，当与高镍正极一起使用时，PC基电解液表现出增强的电化学性能。

图2. PC基电解液的电化学性能

因此，石墨电极在1C条件下经过500次循环后仍能保持80%的初始比容量，而NCM811正极也能达到400次循环的长期稳定性。

此外，采用设计电解液的石墨/NCM811电池比采用传统电解液的电池显示出更高的电化学性能（-40至60℃），并且基于PC的电解液在-90至90℃的范围内可保持液体。总之，这种溶剂化结构工程从分子尺度的设计上提出了一个新的方向，即在实用LIB中开发具有更强电化学兼容性和宽温适应性的PC基电解液。

图3. PC基电解液的宽温适应性

Rejuvenating Propylene Carbonate-based Electrolyte Through Nonsolvating Interactions for Wide-Temperature Li-ions Batteries. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202201801