五邑大学，山东农业大学，南开大学，ESM：部分牺牲型混合稀释剂策略调控局部高浓度电解液提升锂金属电池宽温性能

第一作者：何冉，张庆辉

通讯作者：邓魁荣*，杨凯*，严振华*

单位：五邑大学，山东农业大学，南开大学

由高镍正极组成的高压锂金属电池有较高的能量密度（400 Wh kg⁻¹），有良好的应用前景。然而高压锂金属电池面临很多问题，常规碳酸酯电解液与锂金属负极之间的相容性差，形成的SEI不稳定，导致电池的库仑效率低、锂枝晶生长、容量快速降低和循环寿命低等问题。此外，传统电解液的氧化稳定性差（<4.3 V），在高电压下容易在高镍正极表面分解。同时，传统电解液在高温下（>55℃）会严重分解并破坏SEI，并且传统电解液在低温下会发生凝固使得离子导电率降低，从而导致严重的极化和电池难以充放电。因此，迫切需要开发一种应用于宽温域范围并且与锂金属负极和高压正极都具有优异兼容性的电解液体系。

近日，来自五邑大学邓魁荣副教授、山东农业大学杨凯教授、南开大学严振华副研究员合作提出了一种部分牺牲型混合稀释剂策略来调控环丁砜（TMS）为溶剂的局部高浓度电解液（LHCE-FB-TFB）。该稀释剂由相对惰性的氟苯（FB）作为主要稀释剂，由高LiF生成活性的1,3,5-三氟苯（TFB）作为少量的牺牲型稀释剂。TFB能与FSI阴离子协同构建薄且稳定的SEI和CEI，显著提高锂金属负极和NCM811正极的界面稳定性，有效提升NCM811锂金属电池的循环性能。FB能够有效降低电解液的粘度和熔点，拓宽液程，提升低温下的离子电导率和电池性能。LHCE-FB-TFB能显著提高NCM811锂金属电池在高截止电压（4.5 V），宽温域（−20 °C-60 °C）以及高负载情况下的性能。该成果以“Partially sacrificial hybrid diluent regulated electrolytes boosting wide-temperature Li metal batteries”为题发表在“Energy Storage Materials”期刊上。

Partially sacrificial hybrid diluent regulated electrolytes boosting wide-temperature Li metal batteries

邓魁荣，五邑大学应用物理与材料学院副教授，五邑大学高层次人才，江门市二级高层次人才。主要从事锂电池高安全聚合物电解质、液体电解质的研究。已主持省自然面上项目、省联合基金青年项目等科研项目5项。在Angew. Chem. Int. Ed.、Energy Storage Mater.、Chem. Eng. J.等期刊发表论文30余篇。

严振华，南开大学化学学院副研究员，陈军院士助手，博士生导师，国家四青人才，高端创新创业人才，天津常兴储能科技有限公司创始人、董事长。长期从事动力电池和储能电池的应用基础研究，聚焦于锂/钠离子电池关键材料和新体系的创制。主持和参加国家重点研发计划、国家自然科学基金和企业横向项目13项。在Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Chem、Joule、Chem. Rev.等期刊发表SCI论文80余篇，他引6000余次，H因子35，申请中国发明专利20项，获授权8项，多项成果实现转化应用。编著《新能源科学与工程导论》教材一部，两次获南开大学校级教学成果奖特等奖。

杨凯，山东农业大学化学与材料科学学院教授，泰山学者青年专家，山东省高校“青创人才引育计划”团队带头人。主要从事低成本、高安全储能技术及关键材料、阻燃灭火凝胶材料的开发与应用研究工作。已主持国自然面上、青年基金等课题7项。在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Energy Mater.、Energy Storage Mater.、Nano Energy等期刊发表论文20余篇，入选ESI高被引论文2篇、热点论文1篇。并申请国家发明专利5件，授权2件。