由于極低溫度下離子傳輸動力學(xué)緩慢，鋰金屬電池（LMB）的容量嚴(yán)重惡化，限制了其實際運行。選擇低去溶劑化能的溶劑、促進固體電解質(zhì)界面（SEI）中Li⁺的界面?zhèn)鬏敱徽J為是提高電化學(xué)性能的有效方法。

2024年7月17日，浙江大學(xué)涂江平教授、王秀麗教授、鐘宇在國際期刊Advanced Energy Materials發(fā)表題為《Toward Ultralow Temperature Lithium Metal Batteries: Advancing the Feasibility of 1,3-Dioxolane Based Localized High-Concentration Electrolytes via Lithium Nitrate》的研究論文。

本文采用弱溶劑化能力的1,3-二氧戊環(huán)（DOL）來設(shè)計以LiNO₃為多功能添加劑的基于DOL的局部高濃度電解液（DLHCE）。

NO₃^? 和 DOL 分子之間的強配位不僅在雙氟磺酰亞胺鋰（LiFSI）下抑制 DOL 的聚合，而且還降低了溶劑-稀釋劑的混溶性并擴大了鹽-溶劑的溶解度。

結(jié)果，獲得了陰離子主導(dǎo)的溶劑化結(jié)構(gòu)，衍生出由LiF和Li₃N組成的富含無機物的SEI，引導(dǎo)Li在低溫下均勻沉積。

組裝的對稱電池獲得>2000小時的循環(huán)能力。Li||LFP和Li||NCM811電池在-40℃下，相較于室溫容量保持率，分別為53.6%和66.54%。

這項工作展示了溶劑化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略，并揭示了添加劑對 LHCE 系統(tǒng)中高濃度鹽沉淀-溶液平衡的作用，為基于 DOL 的 LHCE 系統(tǒng)的設(shè)計提供了新的見解。

文獻信息：Toward Ultralow Temperature Lithium Metal Batteries: Advancing the Feasibility of 1,3-Dioxolane Based Localized High-Concentration Electrolytes via Lithium Nitrate, 2024, Advanced Energy Materials, 10.1002/aenm.202401961.