高能量密度CFx/Li電池已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但在高低溫環(huán)境下的適應(yīng)性較差。
復(fù)旦大學(xué)夏永姚、董曉麗等人巧妙地設(shè)計了一種基于丁酸甲酯(MB)和碳酸丙烯酯(PC)共溶劑的新型電解液，它可在超低溫(< -110°C)下保持液態(tài)。
得益于MB與Li+的弱親和力，溶劑化結(jié)構(gòu)和溶劑化能在CFx/Li電池的低溫（LT）運行中得到了很好的控制。優(yōu)化的電解液使CFx/Li電池在-70°C至+95°C的寬溫度范圍內(nèi)具有高比容量和優(yōu)異的倍率性能。
原位FT-IR技術(shù)和TEM見證了中間體C-（溶劑化Li+-F）的演變和去溶劑化過程。MB溶劑在電解液中的獨特性質(zhì)確保了充足的離子導(dǎo)電性，通過易接近的去溶劑屏障加速動力學(xué)，并且與商用PC/DME基電解液相比具有更高的溫度穩(wěn)定性。
圖1 PC/MB基電解液的理化性質(zhì)和理論計算
因此，在室溫（+25°C，RT）下，工作電壓為2.6 V時，在0.05C下可實現(xiàn)879 mAh g-1的高比容量，在1C和2.41 V下可實現(xiàn)834 mAh g-1的高比容量。
更重要的是，在-70°C下獲得了28%的容量保持和+95°C下高達(dá)約954 mAh g-1的容量，這表明其卓越的溫度響應(yīng)性能。基于PC/MB電解液的設(shè)計使CFx/Li電池具有卓越的性能，并促進(jìn)了廣泛溫度要求的應(yīng)用。
An all-climate CFx/Li battery with mechanism-guided electrolyte. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.002
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