近日，俄亥俄州立大学吴屹影教授等人在Angew上发表题为“Phase Transfer-Mediated Degradation of Ether-based Localized High-concentration Electrolytes in Alkali Metal Batteries”的重要研究成果，质疑醚基LHCE与碱金属负极（Li、Na和K）的兼容性，并揭示了醚基LHCE的一种新型降解机制。具体来说，在基于醚基LHCE的碱金属电池中，醚类溶剂可与碱金属反应，产生溶剂化电子（es–），它会攻击氟化醚(HFE)共溶剂，形成一系列副产品。醚类溶剂本质上是一种相转移试剂，它不断地将电子从固相金属转移到溶液相中，从而抑制了稳定的SEI的形成，进一步导致了碱金属的持续腐蚀。在这项工作中，作者选择2,2,2-三氟乙基 1,1,2,2-四氟乙基醚（TFTFE）作为代表性HFE进行演示。据观察，K和Na金属在DME/HFE混合物或LHCE溶液中均表现出严重的腐蚀，而在纯HFE溶液中保持相对稳定。进一步作者提出，DME可以不断地将电子从碱金属转移到溶液中，从而防止碱金属负极上形成SEI。与金属-电解液接触相比，M–/es–可以增加电子与HFE的接触，从而促进HFE的分解。由M–/es–引起的C-O裂解和脱氟反应将HFE分解成H2、F–、CF3CH2O–和sp2碳。然而，这一现象在酯类溶剂/HFE混合物中则可忽略不计，这可能是由于在酯类溶剂中无法形成M–/es–。此外，由于不存在M–/es–，石墨和二硫化钼（MoS2）被认为是醚基LHCE中金属K的有前景的负极替代品。这里的研究结果有望促进对电解液化学的更好理解，并促使开发用于实用碱金属二次电池的LHCE。
Phase Transfer-Mediated Degradation of Ether-based Localized High-concentration Electrolytes in Alkali Metal Batteries. Angew 2022. DOI: 10.1002/anie.202207018
人物介绍
吴屹影，1998年毕业于中国科学技术大学化学物理系，2002年获美国加州大学伯克利分校（UC-Berkeley）博士学位，导师：杨培东教授。随后在加州大学圣塔芭芭拉分校（University of California at Santa Barbara）生物化学系做博士后研究，合作导师：Prof. Galen D. Stucky。2005年夏天加入俄亥俄州立大学化学系，2011年晋升为副教授，2014年获得终身职教授。自2017年起，他被任命为Leet Endowed Chair。2013年起任ACS Applied Materials & Interfaces国际知名期刊副主编。主要从事能源转换和存储的材料合成以及界面研究。他是单电子K-O2电池的发明者；作为是太阳能电池领域的先驱者有效的将太阳能收集与储能相结合。研究成果颇丰，是国际知名的年轻学者。其论文H因子为57，文章总引用次数达40000多次。2008年荣获Cottrell Scholar Award，2010年荣获NSF CAREER Award，2014年获得CAPA Biomatik杰出教师奖，2015年获得Midwest Energy News “40 under 40”。他于2014年发明K-air电池并获得DOE清洁能源奖。2000-2010年发布全球顶尖一百材料学家名人堂榜单名列第六。
