西北工业大学孔龙AEM:通过溶剂与阴离子的聚集效应降低锂离子电荷密度,调控锂的脱配位能,实现低温锂金属电池性能提升
电化学能源
2026-01-28 10:36
文章摘要
背景:低温锂金属电池的发展受限于界面锂离子脱配位动力学迟缓的问题。传统理论认为弱配位溶剂与阴离子有助于降低去溶剂化能垒,但实际应用中常采用强配位体系来提升性能,导致理论与实践的矛盾。研究目的:本研究旨在以强配位盐硝酸锂(LiNO₃)和强配位溶剂磷酸三乙酯(TEP)构建模型电解液,从分子层面揭示簇状溶剂化结构如何通过调控锂离子电荷密度和脱配位能垒来影响传输动力学,为低温锂金属电池电解液设计提供新理论依据。结论:研究发现,LiNO₃与TEP形成的[LiNO₃-Li⁺-TEP]簇状结构能降低Li⁺的正电荷密度,削弱其与配体的静电相互作用,从而将脱配位能垒降至7.46 kJ·mol⁻¹,显著加速脱配位过程。该电解液在-20°C和-40°C下能提升电池的循环稳定性、倍率性能和界面动力学,为强配位体系电解液的设计提供了新的技术路径。
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