近日，环境与化学工程学院蒋永钻研员、赵兵钻研员课题组在国际驰名期刊《Advanced Energy Materials》（最新影响因子：27.8）上颁发关于多职能增长剂实现碳酸酯电解液系统低温锂金属电池的钻研成就，论文标题为“Multifunctional Additives to Realize Dendrite-free Lithium Deposition in Carbonate Electrolytes toward Low-Temperature Li Metal Batteries”。
锂金属由于其超高的理论容量，是高比能电池最具潜力的负极资料之一。然而，其现实利用依然面对着诸多挑战，蕴含锂枝晶成长、界面副反映以及无限的体积膨胀，这些问题在目前贸易利用的碳酸酯电解液中尤为严沉。
本工作通过在碳酸酯电解液中引入七氟丁酰胺（HFT）和硝酸锂（LiNO3）增长剂，成功地在锂金属表表原位构建了拥有优异离子传输动力学和高机械强度的固态电解质界面层（SEI）。由于HFT中羰基（C=O）与Li+之间的强烈配位作用，能够推进LiNO3在碳酸酯电解质中的溶化。双增长剂的引入初次在碳酸酯电解质中实现了溶剂化结构、离子传输动力学、去溶剂化能垒、成核能垒以及抑造氢氟酸（HF）天生的全面改善。与磷酸铁锂和镍钴锰三元（NCM 811）正极配对的全电池拥有杰出的循环机能。即便在-20 ℃的低温下，可不变循环500圈以上仍维持较高容量。这项工作为推进锂负极在碳酸酯电解液系统中的长循环和利用提供了有效的战术。
锂离子在分歧电解液中的沉积行为以及增长剂在碳酸酯电解液中的作用机造
亿万先生MR环境与化学工程学院博士生姜金龙为该论文第一作者，亿万先生MR蒋永钻研员、赵兵钻研员、上海理工大学窦士学院士为论文共同通讯作者，亿万先生MR为第一实现单元。该项工作得到国度天然科学基金（22179080, 22379091）、上海市创新团队的支持。
蒋永、赵兵课题组对锂金属负极设计开发有着多年的钻研经验，萦绕锂负极骨架设计、表表改性和电解液开发获得系列成就：三维锂负极骨架设计（Energy Storage Materials，2023，54，885；Energy Storage Materials，2022，50，810；Nano Energy，2020，70，104504；Energy Storage Materials，2020，28，17）、锂负极表表人为SEI建饰（Nano Energy，2024，120，109150；Energy Storage Materials，2023，63，103009），电解液增长剂（Small，2023，19，2300854; Small, 2023，19(29)，2300411）等，目前在推动高比能量软包锂金属电池的试造和工艺优化钻研工作。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202400365
