西安交大王鹏飞教授团队在高比能、快充、宽温域锂离子电池领域取得重要进展

随着新能源存储与电动汽车对锂离子电池能量密度、功率密度要求的持续提升，无钴尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4（LNMO）凭借4.7V高工作电压、650Wh/kg高理论能量密度、低成本及环保优势，成为下一代高电压正极的核心候选材料。然而，传统电解液难以适应高压、快充及宽温复杂工况，在高压环境下易氧化分解，导致离子传输受阻、电极界面稳定性下降，且其易燃特性带来潜在热失控风险。现有弱溶剂化电解液虽能形成富含CIP/AGG的溶剂化结构，优化正极/电解液界面，但普遍存在盐溶解度低、抗氧化性差等问题。因此，在保留弱溶剂化特征与阴离子富集溶剂化结构的同时，实现快速锂离子传输，已成为高电压、宽温域、快充型锂电池电解液设计亟待解决的核心难题。

针对上述问题，西安交通大学电气学院王鹏飞教授课题组提出一种“盐包盐介导的强弱协同”设计策略，构建了DFEC/FEMC/TTE全氟化弱溶剂体系，并引入Mg(TFSI)2作为温和路易斯酸诱导剂，促进难溶LiDFOB的解离，形成多阴离子参与的CIP/AGG富集溶剂化结构。镁离子通过“拖拽效应”置换锂离子第一溶剂化壳层组分，增加PF6-配位位点，在强化阴阳离子配位的同时维持高锂离子迁移率。界面原位生成的MgF2可动态捕获阴离子，诱导形成薄且致密、富含F/B/N/S的无机CEI。该策略协同优化了体相离子传输与界面稳定性，有效解决了传统弱溶剂化电解液脱溶剂化能垒高、界面阻抗大的痛点。该电解液使LNMO||Li电池在-30~70℃宽温域内兼具优异快充与长循环性能，10C倍率容量达106mAh/g，5C循环1200次容量保持率89.2%，软包电池循环400次仍保持88.9%容量。针刺与ARC测试验证了其安全性能突出，具备本征阻燃性，并对4.6V NCM811、4.6V NCM92、LFP等正极具有广泛兼容性。

该研究成果以《盐包盐介导的弱溶剂化电解液赋能锂离子电池快充与宽温域运行》为题，发表在国际顶尖学术期刊《德国应用化学》上。西安交通大学博士生范新宇为第一作者，西安交通大学电气学院王鹏飞教授、刘梦婷副教授和华中科技大学吉晓教授、瑞士联邦材料科学与技术实验室刘苏福博士为共同通讯作者。论文第一单位为西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室新型储能与能量转换纳米材料研究中心。

该研究得到国家自然科学基金、陕西省重点研发计划、西安交通大学青年人才计划、电工材料电气绝缘全国重点实验室、中国科协“青年人才托举工程”、陕西省“高层次人才引进计划”以及西安交通大学思源学者和小米青年学者等经费资助，表征及测试工作得到西安交通大学分析测试共享中心的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.7451200