夏永姚/董晓丽AEM：氟化溶剂分子调控实现快充和低温锂离子电池

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夏永姚/董晓丽AEM：氟化溶剂分子调控实现快充和低温锂离子电池
常用的氟化作用可以有效地削弱Li+与溶剂的相互作用，促进低温下的解溶剂化过程；但是，高氟化程度会牺牲盐的解离和离子的传导性。
夏永姚/董晓丽AEM：氟化溶剂分子调控实现快充和低温锂离子电池
图1 氟化溶剂设计
复旦大学夏永姚、董晓丽等通过不同数量的F原子很好地调整了功能性氟化，以平衡Li+-溶剂结合能和离子运动，并揭示了氟化对溶剂化行为和低温性能的影响。值得注意的是，中度氟化的二氟乙酸乙酯（EDFA）成功地比低氟化的氟乙酸乙酯具有更低的结合能，比高氟化的三氟乙酸乙酯具有更高的盐解离度，实现了弱亲和力和足够的离子传导性之间的权衡。
夏永姚/董晓丽AEM：氟化溶剂分子调控实现快充和低温锂离子电池
图2 不同电解液的对比
结果，配方良好的EDFA基电解液表现出独特的溶剂化鞘，并产生无机物丰富的固体电解质界面相，具有低阻力的Li+扩散，这使得石墨负极具有优异的快速充电能力（6C时为196 mAh g-1）和令人印象深刻的低温性能，在-40℃下可逆容量为279 mAh g-1。
随后，EDFA基电解液的宽电化学电位窗口使1.2Ah的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)||石墨软包电池在-30℃下具有58.3%的高可逆容量保持率，在-40℃下具有790 mAh的放电容量。这种具有适度氟化策略的溶剂分子有望为恶劣条件下运行的锂离子电池提供先进的电解液设计。
夏永姚/董晓丽AEM：氟化溶剂分子调控实现快充和低温锂离子电池
图3 软包电池性能
Fluorinated Solvent Molecule Tuning Enables Fast-Charging and Low-Temperature Lithium-Ion Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI：10.1002/aenm.202301285

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