提升电池电解质盐扩散性的新策略：动态离子相关性分析的启示

为解决锂离子电池在高倍率(4C)运行时的浓度极化问题，研究人员通过引入单乙二醇二甲醚共溶剂，使碳酸盐基电解质的盐扩散系数(Dsalt)提升30%，显著改善LiCoO2对称电池性能。动态离子相关性分析揭示了微观离子运动与宏观传输特性的关联机制，为优化电池电解质设计提供了新思路。

　　

这项突破性研究揭示了电解质中离子运动的奥秘。通过在碳酸酯基电解液中添加单乙二醇二甲醚共溶剂，研究人员观察到盐扩散系数(D_salt)显著提升30%。这种改善源于两个关键机制：降低的粘度和更小的溶剂化壳层尺寸，促进了阴阳离子的随机运动（正自相关性增强）。有趣的是，虽然二乙二醇二甲醚同样能降低粘度，但其过强的锂离子溶剂化作用反而导致阳离子-阳离子反相关性增强，最终损害了盐扩散性能。

动态离子相关性分析技术清晰地展示了微观离子相互作用与宏观传输特性之间的精妙平衡。当应用于LiCoO₂对称电池时，优化后的电解质使4C倍率下的电池性能提升达70%。这些发现不仅为理解电解质中的离子传输机制提供了新视角，更为设计下一代高性能电池电解质指明了方向——需要精细调控溶剂化结构和动态离子相关性这一对"孪生"参数。