在-40°C的温度下，锂金属软包电池中通过竞争性协同效应实现高能量和稳定循环的同时运行

《Energy & Environmental Science》：A competitive coordination effect to simultaneously achieve high-energy and stable cycles in a Li-metal pouch cell at ?40 °C

锂金属电池在-40°C低温下通过新型电解质中的竞争配位效应，实现高能量密度（300Wh/kg）和稳定循环（70次后容量保持93%）。该效应削弱Li+与溶剂的相互作用，拓宽电压窗口并形成富无机界面。

　　

锂金属电池（LMBs）在极低温度条件（即-40°C）下预计具有显著的优势，这主要归因于锂金属阳极的离子传输路径较短以及沉积/剥离机制更为高效。然而，由于极低温度的恶劣环境，能够在-40°C下稳定运行的高能量密度锂金属软包电池却鲜有报道。本文设计了一种适用于-40°C环境的锂金属软包电池，并结合一种新开发的电解质，实现了高能量和稳定的循环性能。LMBs的低温性能得益于首次溶剂化层中的竞争性配位效应。锂离子（Li⁺）与碳酸二甲酯（DMC）和1,2-二甲氧基乙烷（DME）之间的竞争性配位作用减弱了锂离子与溶剂之间的相互作用，拓宽了电压窗口，并促进了在低温条件下形成坚固的富无机物界面。值得注意的是，这种锂金属软包电池的能量密度达到了300 Wh kg^-1。在-40°C的极低温度下测试时，该电池仍能保持77%的能量输出，并在70次循环后容量保持率为93%。这项工作为开发具有竞争力能量密度和稳定循环寿命的低温锂金属电池奠定了基础。