硅（Si）基电池只能在狭窄的温度范围内工作，由于电荷转移和离子扩散过程迟缓，它们在零度以下的工作受到严重阻碍。
苏州大学郑洪河、同济大学罗巍等在此定制了一种弱溶剂化电解液，它通过降低Li+溶剂化能力的氟化结构绕过了Li+的脱溶剂化困难。
图1. 不同电解液的溶剂化结构的示意图
具体而言，这项工作采用的电解液是1.0 M双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）-FEC/双（2,2,2-三氟乙基）碳酸酯（BTFC）/三氟乙酸乙酯（ETFA）（体积比为2:2:6）。在这种设计中，FEC/BTFC混合物体现了传统配方中EC/碳酸二乙酯（DEC）溶剂的氟化形式，旨在降低电解液的溶剂化能力，并为SEI/CEI的形成提供F源，而ETFA是源于乙酸乙酯(EA)的低分子短链酯，具有低粘度、低凝固点(-78 ℃)、低成本，最重要的是，具有三个H原子取代的超低溶剂化能力F，使其成为进一步削弱Li+-溶剂亲和力的理想稀释剂。这样的溶剂设计还能使阴离子更多地参与到溶剂化鞘中，从而诱导FSI-先还原形成富含无机物的SEI。
图2. 电解液的溶剂化结构表征
受益于上述电解液的合理设计，硅的可循环性在室温条件下延长了200次（每循环的容量衰减率为0.0945%）。另外，即使在-20℃，硅电极仍然提供高达2005.7 mAh g-1的放电容量，并持续200次循环。当与商业化的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极配对后，全电池在-20℃下充/放电时的容量为104.6 mAh g-1，并在100次循环中表现出相当稳定的性能。
图3. Si电极的低温性能
Electrolyte Solvation Engineering toward High-Rate and Low-Temperature Silicon-Based Batteries. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01840