复旦夏永姚/董晓丽EnSM：可耐-110°C的超低温电解液

高能量密度CF_x/Li电池已经得到了广泛的应用，但在高低温环境下的适应性较差。

复旦大学夏永姚、董晓丽等人巧妙地设计了一种基于丁酸甲酯(MB)和碳酸丙烯酯(PC)共溶剂的新型电解液，它可在超低温(< -110°C)下保持液态。

得益于MB与Li⁺的弱亲和力，溶剂化结构和溶剂化能在CF_x/Li电池的低温（LT）运行中得到了很好的控制。优化的电解液使CF_x/Li电池在-70°C至+95°C的宽温度范围内具有高比容量和优异的倍率性能。

原位FT-IR技术和TEM见证了中间体C-（溶剂化Li+-F）的演变和去溶剂化过程。MB溶剂在电解液中的独特性质确保了充足的离子导电性，通过易接近的去溶剂屏障加速动力学，并且与商用PC/DME基电解液相比具有更高的温度稳定性。

图1 PC/MB基电解液的理化性质和理论计算

因此，在室温（+25°C，RT）下，工作电压为2.6 V时，在0.05C下可实现879 mAh g^-1的高比容量，在1C和2.41 V下可实现834 mAh g^-1的高比容量。

更重要的是，在-70°C下获得了28%的容量保持和+95°C下高达约954 mAh g^-1的容量，这表明其卓越的温度响应性能。基于PC/MB电解液的设计使CF_x/Li电池具有卓越的性能，并促进了广泛温度要求的应用。

图2 不同温度下的电化学性能

An all-climate CF_x/Li battery with mechanism-guided electrolyte. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.002