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商用鋰離子電池(LIB)的工作溫度通常限制在-20至55 °C的狹窄范圍內，因為電解液由高度揮發性和易燃的有機溶劑和熱不穩定的鹽組成。

日本東京大學Atsuo Yamada等人通過使用濃縮電解液（4.0 mol L^-1 LiN(SO₂F)₂/DMC）將LIB的工作溫度擴大到-20至100°C。

在此，作者證明這種濃縮電解液還可以有效緩解傳統稀電解液在極端溫度下遇到的各種挑戰：1）電解液本身和電解質-電極界面在高溫和低溫下的穩定性不足；2）高溫下嚴重的產氣和過渡金屬溶解；3) 低溫下緩慢的充放電動力學。

圖1 與溫度相關的物理化學性質

因此，由于濃縮電解液的高熱穩定性溶劑化結構以及它提供的堅固且Li⁺導電的鈍化界面，4.0 mol L^-1 LiN(SO₂F)₂/DMC電解液能夠使石墨負極和高容量 LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂正極以及相應的全電池在-20 到100 °C的寬溫度范圍內實現穩定充放電循環。

這項工作證明了在不需要笨重的熱管理系統的情況下開發安全LIB的潛力，從而顯著地增加其總能量密度。

圖2 石墨電極的寬溫運行

Concentrated Electrolytes Widen the Operating Temperature Range of Lithium-Ion Batteries. Advanced Science 2021. DOI: 10.1002/advs.202101646

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