链长工程调控线性醚电解质实现宽温域锂金属电池

本综述提出了一种创新的链长工程策略，通过系统调控二甲醚单元数（2ME-4ME）优化醚类电解质，其中3ME（TOH）在宽温域（-20~60°C）下展现出最优平衡性：低溶剂分离离子对（SSIPs）、高接触离子聚集体（AGGs）及适中的最低未占分子轨道（LUMO）能级，显著提升锂金属电池（LMBs）的高压循环稳定性与界面兼容性，为下一代能源存储系统提供分子设计新范式。

　　

结果与讨论

电导率测试显示，在相同温度下，随着二甲醚链长的增加，离子电导率逐渐降低，这归因于分子量增加和分子间相互作用增强，导致电解质的粘性阻力升高（图2a）。值得注意的是，2ME在60°C时完全蒸发，而4ME在-20°C时凝固，表明链长过短或过长均不利于电解质在宽温域下的性能。

结论

总之，通过精确的链长工程成功开发了一种新型电解质，使得高压锂金属电池能够在宽温域下稳定运行。优化后的TOH溶剂具有理想的二甲醚链长，能够将短醚链的弱溶剂化能力与长醚链的高温高压稳定性相结合，从而实现对电解质本征物理化学性质和电化学行为的全方位调控。