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鋰金屬是下一代高能量密度電池的一種有前景的負極材料，但它受到低剝離/沉積庫倫效率和枝晶生長的影響，特別是在零下溫度下。

圖1 低溫和離子傳輸性能

卡爾斯魯厄理工學院Stefano Passerini等提出了一種不易燃、局部濃縮的離子液體電解液，其液相范圍較寬，遠低于0℃，可用于低溫鋰金屬電池。具體而言，其由LiFSI、EmimFSI和1,2-二氟苯（dFBn）以1:2:2的摩爾比組成。

研究顯示，它的全陰離子Li⁺溶劑化和相位納米分離的溶液結構在低溫下得以持續(xù)，再加上富含無機化合物的固體電解質界面相的形成，鋰金屬負極在-20℃和0.5mA cm^-2下實現(xiàn)無枝晶運行，庫倫效率達到98.9%。

圖2 半電池性能

此外，在-20℃下，所得電解液與高壓LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）正極顯示出高度的兼容性。因此，耦合薄鋰金屬負極（4 mAh cm^-2）和高負載NCA正極（10 mg cm^-2）的鋰金屬電池在-20℃下循環(huán)100次后，保持了70%的初始容量。這些結果，作為概念驗證，證明了局部濃縮的離子液體電解液對低溫鋰金屬電池的適用性。

圖3 全電池性能

Locally Concentrated Ionic Liquid Electrolytes Enabling Low-Tem

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?Angew.：局部高濃離子液體電解液使-20℃低溫鋰金屬電池成為可能

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