量化二元碳酸盐电解质中车辆用锂与结构用锂的运输分配过程

《ACS Energy Letters》：Quantifying the Partitioning of Vehicular and Structural Lithium Transport in Binary Carbonate Electrolytes

锂离子电池电解质中DMC与PC混合溶剂对Li+传输机制的影响研究。通过2D红外光谱和PFG NMR定量分析，发现纯DMC中65%锂离子通过车辆式传输，而纯PC仅为35%。实验测得Li+结构步长1.2-1.5?，与传统分子动力学模拟结果一致。研究指出传统碳酸电解质无法有效调控结构传输路径，需开发新型溶剂体系。

　　

锂离子电池使用混合溶剂电解质，但溶剂组成对锂离子传输机制的影响尚未得到充分理解。在本研究中，我们结合二维红外光谱和脉冲场梯度核磁共振（NMR）技术，量化了二甲碳酸酯（DMC）和丙二醇碳酸酯（PC）二元混合物中锂离子（Li⁺）在传输过程中的分布情况。结果表明，纯DMC中的锂离子主要通过移动性传输机制进行传输，占比为65%；而纯PC中的锂离子主要通过结构性传输机制进行传输，占比仅为35%。实验数据还确定了锂离子在结构性传输过程中的步长为1.2–1.5 ?。本研究的结果与先前的分子动力学模拟结果进行了对比。结果表明，传统的碳酸酯电解质无法有效调控锂离子的结构性传输过程，可能需要开发新的溶剂化学体系来优化这一传输途径。