氟代乙腈基电解液

−70 °C 仍导电

用小尺寸低溶剂化能的氟代乙腈作溶剂，让锂离子通过配体通道快速迁移，同时形成富无机界面，使电池在超低温下仍能可逆工作。

Lu, Di · 李如宏 · Rahman, Muhammad Mominur · Yu, Pengyun · Lv, Ling · Yang, Sheng · Huang, Yiqiang · Sun, Chuangchao · Zhang, Shuoqing · Zhang, Haikuo · Zhang, Junbo · 肖学章 · Deng, Tao · 范利武 · 陈立新 · 王建平 · Hu, Enyuan · Wang, Chunsheng · Fan, Xiulin

Nature 2024

具体参数

离子电导率

{'zh': '40.3', 'en': '40.3'} mS cm⁻¹

离子电导率

{'zh': '11.9', 'en': '11.9'} mS cm⁻¹

可逆容量

{'zh': '0.62', 'en': '0.62'} Ah

技术优势

室温电导率极高

采用氟代乙腈溶剂，1.3 M LiFSI 电解液在 25 °C 离子电导率达 40.3 mS cm⁻¹，远超传统碳酸酯电解液，有利于降低电池内阻、提升倍率性能。

−70 °C 仍能导电

该电解液在 −70 °C 仍保持 11.9 mS cm⁻¹ 的离子电导率，使锂离子电池在极低温下仍可充放电，打破传统电解液低温冻结的限制。

−65 °C 电池可逆工作

基于该电解液的 4.5 V 石墨||NMC811 软包电池（1.2 Ah）在 −65 °C 充放电仍保持 0.62 Ah 的可逆容量，证明了实际器件层面的低温可行性。

形成富无机界面

小尺寸溶剂促进阴离子进入第一溶剂化壳层，形成富含无机物的固态电解质界面（SEI），有利于稳定高电压正极和石墨负极，提升循环寿命。

应用场景

• 低温锂电池：实现 −70 °C 下高离子电导率，让电池在极寒环境仍可充电。
• 高电压电池：形成的富无机界面稳定 4.5 V 正极，支撑高电压体系循环。
• 固态电解质界面：通过阴离子进入第一溶剂化壳层形成富无机 SEI，提升界面稳定性。
• 钠离子电解液：该溶剂设计机理可推广至钠离子电池电解液，拓展宽温域应用。