张强教授Angew：通过弱溶剂化电解质调节锂离子电池的界面化学- 大数跨境

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张强教授Angew：通过弱溶剂化电解质调节锂离子电池的界面化学

科学材料站

2020-10-17

导读：该工作报道了一种由纯非极性溶剂组成的弱溶剂电解质（WSE），这导致了特殊的溶剂化结构，其中离子对和聚集体在1.0 M的低盐浓度下占主导地位。重要的是，WSE形成了独特的阴离子-衍生出的石墨电极上的相具

文章信息

通过弱溶剂化电解质调节锂离子电池的界面化学

第一作者：Yao Yu-Xing

通讯作者：张强*

单位：清华大学

研究背景

电动汽车和电网储能的日益增长的需求正逐渐将锂离子电池（LIBs）的性能推向极限，包括高能量密度，快速充电，高安全性，长寿命和低成本。为了满足这些高标准，当前的LIBs必须冒险进入更具挑战性的领域。

最终，这些腐蚀性电池化学的挑战部分或全部转移到了高级电解质的设计上。LIB中的电解质不仅充当离子导体，而且在很大程度上决定了电极/电解质的界面化学。由于LIB的性能强烈取决于电极/电解质界面，因此探索最先进的电解质对于达到对可充电电池的高期望至关重要。

文章简介

近日，清华大学张强教授等合作。在国际顶级期刊 Angewandte Chemie-International Edition (影响因子：12.257) 上发表题为“Regulating Interfacial Chemistry in Lithium‐Ion Batteries by a Weakly‐Solvati Electrolyte”的研究工作。

该工作报道了一种由纯非极性溶剂组成的弱溶剂电解质（WSE），这导致了特殊的溶剂化结构，其中离子对和聚集体在1.0 M的低盐浓度下占主导地位。重要的是，WSE形成了独特的阴离子-衍生出的石墨电极上的相具有快速充电和长期循环特性。

本文要点

要点一：本文成功制备了WSE，并系统地研究了其溶剂化结构以及电极上的界面化学，同时在特定的溶剂中同时实现了超低的溶剂化能力和中等的锂盐溶解度。

要点二：同时，为了阐明不同溶剂化结构的起源，本文提出了一个半经验描述符来预测电解质中的实际溶剂化结构。

要点三：这项工作构成了走向阴离子源界面化学的未发现方法的第一步，其中方法学成为新兴的原理，即将用于精密电解质工程研究，向下一代储能装置发展。

文章链接

Regulating Interfacial Chemistry in Lithium‐Ion Batteries by a Weakly‐Solvating Electrolyte

https://doi.org/10.1002/anie.202011482

通讯作者介绍

张强，清华大学教授

获得国家“万人计划”青年拔尖人才（2015 年）、英国皇家学会“牛顿高级学者基金”等荣誉。2018年4月18日，清华大学化工系张强教授课题组在能源领域知名期刊《焦耳》（Joule）上发表了论文《用于金属锂电池的珊瑚状碳纤维基复合锂金属负极》，报道了课题组在高安全高容量的复合锂金属负极领域的研究取得的重要进展。该研究被《焦耳》选为本期封面文章，并刊登了封面图片。2018年8月，张强教授入选“2018年度国家杰出青年科学基金”。