近日，我院夏威课题组与西北工业大学孔龙团队合作在国际知名期刊《Energy & Environmental Science》发表题为“Solvating lithium and tethering aluminium by di-coordination-strength anions for low-temperature lithium metal batteries”的学术论文。文章提出了二配位强度阴离子的概念，即同时溶解 Li 和拴住 Al，从而同时实现有利的离子传输和有利的 Al 稳定性，揭示了基于溶解化学的离子-离子相互作用对抑制 Al3+ 溶解的影响，为低温锂金属电池在保持快速离子传输的同时抑制铝腐蚀提供了新的思路。

低温电池需要高解离度的锂（Li）盐来增加电荷载流子，以便在苛刻的工作条件下获得有利的传输动力学。双（氟磺酰）亚胺锂（LiFSI）具有弱配位阴离子，可实现高解离常数，因此正被开发用于低温电解质。然而，LiFSI会腐蚀铝（Al）箔，导致活性材料与铝集流器之间的电子通路断开，从而危及电池在高电压下的稳定性。

文章提出新的二配位强度阴离子概念，以解决上述难题。该概念以溶剂化化学为基础，通过弱配位和强配位阴离子同时溶解锂和束缚铝：弱配位阴离子（FSI-）具有高离子传输动力学，而强配位阴离子（氮化物，NO3-）可稳定铝表面。这种电解质即使在4.5 mAh cm-2 的高负载下也能实现令人印象深刻的低温性能。配备这种电解质的电池可在-20℃ 和25℃ 温度下分别运行120和200个循环，容量保持率分别为80%和85%。这项工作有望启迪人们利用溶解化学介导锂传输和铝腐蚀，从而提高低温锂金属电池的性能。

西北工业大学博士研究生陈金秀是论文第一作者，本院夏威助理教授，宁波东方理工大学（暂名）赵予生讲席教授与西北工业大学孔龙教授为论文共同通讯作者。

【论文链接】

https://doi.org/10.1039/D3EE03809B