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“不对称锂盐”2025年再发Science Advances——清华刘凯团队

能源学人 · 公众号 · · 2025-02-07 11:28

正文

【文章背景】

全固态电池是下一代储能技术竞争的核心。聚合物电解质以其轻质、高柔性和良好的加工性等优点，在高能量密度、长循环寿命、高安全性的固态锂金属电池领域有着巨大潜力，但目前，将传统液态电解质中的锂盐直接应用固态中，会导致电解质/电极界面不稳定，恶化电池性能。因此，迫切需要为固态聚合物锂电池量身定制一款高性能的电解质。

【文章内容】

清华大学化工系刘凯团队在不对称锂盐领域做了一系列工作（Nature Energy, 2024, 10.1038/s41560-024-01679-4.; Nature Energy, 2023, 8, 934-945; Energy & Environmental Science, 2024, 17, 4531; Angewandte Chemie International Edition, 2024, 63, e202316717; Advanced Functional Materials, 2024, 34, 2416800; ACS Nano 2023, 17, 19398-19409.）。近日，该课题组报道了一类全固态电池用不对称锂盐，用于调节聚合物电解质中的溶剂化结构和界面化学行为。通过改造阴离子的结构，增强阴离子溶剂化特性。同时阴离子与聚合物之间的氢键促使形成了一种特殊的 “Triad” 溶剂化结构，提高了电解质的均匀性和机械强度，诱导生成了富含Li ₂ O的超薄界面层。该分子工程策略有望促进高性能全固态锂金属电池的进一步发展。

图1 选择性氟化锂盐的设计准则和聚合物电解质的基本性质

图2 选择性氟化锂盐的溶剂化结构和优势总结

相关成果以 “Selectively fluorinated aromatic lithium salts regulate the solvation structure and interfacial chemistry for all-solid-state batteries” 为题发表在学术期刊《科学进展》（Science Advances）上。论文第一作者为清华大学化工系博士生闫帅帅。通讯作者为清华大学化工系刘凯副教授。该研究工作得到了北京市自然科学基金、国家自然科学基金的支持。