【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】隨著新能源存儲(chǔ)與電動(dòng)汽車對(duì)鋰離子電池(LIBs)能量密度、功率密度要求持續(xù)提升，無鈷尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)憑借4.7 V高工作電壓、650 Wh kg−1高理論能量密度、低成本與環(huán)保優(yōu)勢(shì)，成為下一代高電壓正極的核心候選材料。但傳統(tǒng)電解液難以適配高壓、快充與寬溫復(fù)雜工況，高壓環(huán)境下易氧化分解，會(huì)造成離子傳輸受阻、電極界面穩(wěn)定性劣化，且自身易燃特性帶來潛在熱失控風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有弱溶劑化電解液雖能形成富含CIP/AGG的溶劑化結(jié)構(gòu)，優(yōu)化正極/電解液界面(CEI)，但普遍存在鹽溶解度低、抗氧化性差(醚類< 4.6 V)等短板。因此，在保留弱溶劑化特征與陰離子富集溶劑化結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)快速Li+傳輸，已成為高電壓、寬溫域、快充型鋰電池電解液設(shè)計(jì)亟待攻克的核心難題。
 

　　針對(duì)以上問題，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院王鵬飛教授課題組提出一種“鹽包鹽介導(dǎo)的強(qiáng)弱協(xié)同”設(shè)計(jì)策略，構(gòu)建了DFEC/FEMC/TTE全氟化弱溶劑體系，并引入Mg(TFSI)2作為溫和路易斯酸誘導(dǎo)劑，促進(jìn)難溶LiDFOB的解離，形成多陰離子(PF6−、DFOB?、TFSI?)參與的CIP/AGG富集溶劑化結(jié)構(gòu)。Mg2+通過“拖拽效應(yīng)”置換Li+第一溶劑化殼層組分，增加PF6−配位位點(diǎn)，在強(qiáng)化陰陽(yáng)離子配位的同時(shí)維持高Li+遷移率。界面原位生成的MgF2可動(dòng)態(tài)捕獲陰離子，誘導(dǎo)形成薄且致密、富含F(xiàn)/B/N/S的無機(jī)CEI。該策略協(xié)同優(yōu)化體相離子傳輸與界面穩(wěn)定性，有效解決傳統(tǒng)弱溶劑化電解液脫溶劑化能壘高、界面阻抗大的痛點(diǎn)。該電解液使LNMO||Li電池在−30~70 ℃寬溫域內(nèi)兼具優(yōu)異快充與長(zhǎng)循環(huán)性能，10 C倍率容量達(dá)106 mAh g−1，5 C循環(huán)1200次容量保持率89.2%，軟包電池循環(huán)400次仍保持88.9%容量。針刺與ARC測(cè)試驗(yàn)證其安全性能突出，具備本征阻燃性以及對(duì)4.6 V NCM811、4.6V NCM92、LFP等正極具有廣泛兼容性。
 

　　該研究成果以《鹽包鹽介導(dǎo)的弱溶劑化電解液賦能鋰離子電池快充與寬溫域運(yùn)行》(Salt-in-Salt Mediated Weak-Solvent Electrolyte Enabling Fast-Charging and Wide-Temperature Lithium-Ion Batteries)為題，發(fā)表在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上。西安交通大學(xué)博士生范新宇為本文第一作者，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院王鵬飛教授、劉夢(mèng)婷副教授和華中科技大學(xué)吉曉教授、瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室劉蘇福博士為本文共同通訊作者，論文重要合作者還包括電氣學(xué)院肖冰教授、楊愛軍教授，論文第一單位為西安交通大學(xué)電工材料電氣絕緣全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室新型儲(chǔ)能與能量轉(zhuǎn)換納米材料研究中心。
 

　　該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、西安交通大學(xué)青年人才計(jì)劃、電工材料電氣絕緣全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)科協(xié)“青年人才托舉工程”、陜西省“高層次人才引進(jìn)計(jì)劃”以及西安交通大學(xué)思源學(xué)者和小米青年學(xué)者等經(jīng)費(fèi)資助，表征及測(cè)試工作得到西安交通大學(xué)分析測(cè)試共享中心的支持。
 

　　引用：【科技自立自強(qiáng)】王鵬飛教授團(tuán)隊(duì)在高比能、快充、寬溫域鋰離子電池領(lǐng)域取得重要進(jìn)展 西安交通大學(xué)新聞網(wǎng)【引用時(shí)間：2026年6月2日】