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提高鋰離子電池(LIBs)對全球極端溫度和氣候的耐受性對其全球推廣至關重要。然而，當在寬溫度范圍（WT）內操作時，LIBs對關鍵組分有更嚴格的要求，尤其是同時要求良好的界面動力學和熱穩定性。

胡先羅教授AEM：具有溶劑化結構調節和電極/電解質界面操縱的多功能電解質添加劑助力低溫鋰電

在此，華中科技大學胡先羅教授團隊報道了一種新型多功能電解液添加劑N-叔丁基-2-噻吩磺酰胺(NTSA)用于制備寬溫條件下穩定的鋰離子電池。電解質中的鋰離子溶劑化結構受到調節，導致優異的Li+傳輸。

有效的NTSA添加劑優先分解形成均勻的電極/電解質界面，可在正極和負極表面上同時具有豐富的多相無機Li-F、Li₃N和Li-S物質。所得的富含無機物的界面不僅可以促進低溫下的界面鋰離子轉移動力學，而且可以保護活性材料并增強高溫下界面和LIB電池的熱穩定性。

圖1. 電解質中的Li+溶解結構

總之，這項工作開發了一種多功能電解液添加劑NTSA，推動了鋰離子電池在WT范圍內穩定運行。NTSA添加劑不僅調節Li+溶劑化結構(特別是Li+和FEC溶劑的配位)，而且同時構建具有豐富的Li-F、Li₃N和Li-S無機物種致密的CEI和SEI。

受益于穩定的CEI/SEI，電解質和界面中的Li+傳輸動力學被大大增強，并且界面和體結構穩定性顯著提高。單個電池可實現在低溫下優異的Li+動力學和在高溫下的熱穩定性。

此外，LCO||ω-LVO LIB采用含NTSA的電解質，在-20°C時實現了100.1 mAh g^-1(0.2 A g^-1)的驚人容量，在55°C時實現了94.5%(0.5 A g-1)的高容量保持率。因此，這項工作為開發具有多功能的獨特電解質添加劑提供了實用策略，以提高WT范圍內的穩定高性能LIB。

圖2. LCO||ω-LVO電池的實用性

A Multifunctional Electrolyte Additive With Solvation Structure Regulation and Electrode/Electrolyte Interface Manipulation Enabling High-Performance Li-Ion Batteries in Wide Temperature Range, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202203449

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