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對(duì)于鋰金屬電池（LMBs），工作溫度的降低會(huì)因鋰沉積更加無序而帶來嚴(yán)重的安全問題。

南開大學(xué)陶占良等證明了溶劑的溶劑化能力與低溫條件下鋰沉積/剝離過程的可逆性密切相關(guān)。

圖1 電解液溶劑化結(jié)構(gòu)表征

具體而言，這項(xiàng)工作研究了兩種具有不同溶劑化能力的醚類溶劑（DME、DMM）及其相應(yīng)的電解液。通過MD模擬和光譜分析，研究發(fā)現(xiàn)，隨著溶劑溶劑化能力的降低，更多的陰離子存在于鋰離子溶劑鞘中。正如預(yù)期的那樣，在弱溶劑化電解液中可以觀察到一個(gè)快速的脫溶劑化過程。因此，從25℃到-40℃都可以獲得平滑的鋰沉積形態(tài)和更高的CE（在-40℃時(shí)為97.87%），這大大提高了LMBs在寬工作溫度下的安全性。

圖2 半電池性能

此外，基于弱溶劑化電解液，作者將鋰金屬負(fù)極與硫化聚丙烯腈電極耦合進(jìn)一步構(gòu)建了全電池，結(jié)果Li||SPAN全電池在-40℃下顯示出較高的初始放電容量（422.3 mAh g^-1）和出色的容量保持率（120次循環(huán)后為63.8%）?？傊@項(xiàng)工作揭示了溶劑的溶劑化能力與LMBs低溫性能之間的關(guān)系，為低溫LMBs電解液的開發(fā)提供了原則。

圖3 全電池性能

Optimize Lithium Deposition at Low Temperature by Weakly Solvating Power Solvent. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202207927

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