近日，上海大学理学院赵宏滨团队在锂金属电池高温电解液研究领域取得重要的进展，相关成果发表在国际著名期刊《Advanced Functional Materials》，论文题目为“Ether-Based Electrolyte for High-Temperature and High-Voltage Lithium Metal Batteries”。其中上海大学为第一通讯单位，宁波材料所和上海空间电源研究所为合作单位，通讯作者为赵宏滨教授、程亚军研究员和王可工程师，上海大学理学院2021级硕士研究生许统辉为第一作者。

锂离子电池在我们日常生活的各个方面都无处不在。许多电子设备和工业设备都是在高温环境中使用的，比如制造工厂、航空航天系统和石油钻井作业。但是它们在极端环境中的应用仍然面临着重大挑战，包括需要增加能量密度和扩大工作温度范围。锂金属由于其极高的理论比容量和最大的负电势而引起了研究人员的广泛关注。然而，锂金属与电解质成分发生不可避免的副反应，表明锂枝晶形成、电解质持续分解和库仑效率降低的发生率显著上升，这些问题引起了严重的安全问题，特别是在高温和高压下。与基于碳酸盐的溶剂相比，醚类电解液具有更低的粘度，更大的还原性和更高的锂金属阳极沉积剥离效率然而，它们在高压阴极下容易分解，导致产生不利的化学物质，对循环性能产生不利影响。

  本研究介绍了一种基于二乙二醇二丁醚（DGDE）的高温高压锂金属电解液。拉曼光谱和分子动力学模拟证实了3-甲氧基丙腈的参与增强了阴离子对锂配位的参与，导致AGG和CIP的溶剂化配合物的形成。此外，DGDE被有效地从溶剂化结构中排出，增强了其抗氧化性。这种调控的溶剂化结构导致优异的电池性能，使其应用在高温高压锂金属电池体系中。这项工作为开发适用锂金属电池在宽温度和高电压下工作的电解液提供了有价值的观点，同时也为醚溶剂的新应用提供了新思路。

图1 (a) 不同电解液的TGA曲线；(b) 25℃和(c) 80℃下不同电解液的线性扫描伏安法（LSV）；(d) 不同电解质的拉曼光谱；(e) MDF电解液在2200-2300 cm^-1 和(f) 690-740 cm^-1不同温度下的拉曼光谱；(g) MDF电解ODFB⁻的相对组成；(h) DF电解质和(i)MDF电解质的径向分布函数及配位数；(j)不同电解质的溶剂化结构示意图。

论文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202313319