近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院任曉迪教授團(tuán)隊聯(lián)合火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王青松教授團(tuán)隊，研究發(fā)現(xiàn)利用分子間氫鍵的相互作用可以顯著改善醚基電解液在電極界面的穩(wěn)定性，并可有效抑制鋰金屬電池?zé)崾Э剡^程。
據(jù)了解，鋰電池目前在電解液穩(wěn)定性和安全性方面還面臨著不小的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的碳酸酯類電解液雖然在鋰離子電池中得到廣泛應(yīng)用，卻難以兼容活潑的鋰金屬負(fù)極。提高電解液濃度雖然可以在一定程度上改善醚的電化學(xué)穩(wěn)定性，卻帶來了成本增加、低溫性能衰減等問題。更為棘手的是，大量陰離子的存在會引發(fā)熱失控等安全問題。
為此，研究人員提出一種全新的分子錨定策略，有望同時解決醚基電解液的高壓和安全難題。基于分子錨定概念設(shè)計的電解液，展現(xiàn)出優(yōu)異的高壓性能，同時，熱力學(xué)穩(wěn)定性也得到提升。另外，由于減少了活潑陰離子的使用，分子錨定電解液在高電壓正極表面誘導(dǎo)形成的界面膜也更薄更穩(wěn)定。
研究人員進(jìn)一步考察了電解液的安全性能，發(fā)現(xiàn)分子錨定電解液與鋰的相容性得到大幅提升，可以將熱失控開始的溫度提高到209攝氏度以上。
研究人員表示，設(shè)計合理的分子間相互作用可以從根本上改變電解液的性能，為未來電池電解液的分子工程提供新的方向。
