胡先罗教授AEM：具有溶剂化结构调节和电极/电解质界面操纵的多功能电解质添加剂助力低温锂电

提高锂离子电池(LIBs)对全球极端温度和气候的耐受性对其全球推广至关重要。然而，当在宽温度范围（WT）内操作时，LIBs对关键组分有更严格的要求，尤其是同时要求良好的界面动力学和热稳定性。

在此，华中科技大学胡先罗教授团队报道了一种新型多功能电解液添加剂N-叔丁基-2-噻吩磺酰胺(NTSA)用于制备宽温条件下稳定的锂离子电池。电解质中的锂离子溶剂化结构受到调节，导致优异的Li+传输。

有效的NTSA添加剂优先分解形成均匀的电极/电解质界面，可在正极和负极表面上同时具有丰富的多相无机Li-F、Li₃N和Li-S物质。所得的富含无机物的界面不仅可以促进低温下的界面锂离子转移动力学，而且可以保护活性材料并增强高温下界面和LIB电池的热稳定性。

图1. 电解质中的Li+溶解结构

总之，这项工作开发了一种多功能电解液添加剂NTSA，推动了锂离子电池在WT范围内稳定运行。NTSA添加剂不仅调节Li+溶剂化结构(特别是Li+和FEC溶剂的配位)，而且同时构建具有丰富的Li-F、Li₃N和Li-S无机物种致密的CEI和SEI。

受益于稳定的CEI/SEI，电解质和界面中的Li+传输动力学被大大增强，并且界面和体结构稳定性显著提高。单个电池可实现在低温下优异的Li+动力学和在高温下的热稳定性。

此外，LCO||ω-LVO LIB采用含NTSA的电解质，在-20°C时实现了100.1 mAh g^-1(0.2 A g^-1)的惊人容量，在55°C时实现了94.5%(0.5 A g-1)的高容量保持率。因此，这项工作为开发具有多功能的独特电解质添加剂提供了实用策略，以提高WT范围内的稳定高性能LIB。

图2. LCO||ω-LVO电池的实用性

A Multifunctional Electrolyte Additive With Solvation Structure Regulation and Electrode/Electrolyte Interface Manipulation Enabling High-Performance Li-Ion Batteries in Wide Temperature Range, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202203449

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胡先罗教授AEM：具有溶剂化结构调节和电极/电解质界面操纵的多功能电解质添加剂助力低温锂电

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