溶剂衍生富有机固态电解质界面（SEI）助力低温锂金属电池容量提升的新突破

在低温锂金属电池（LMBs）研究中，为解决无机富 SEI 导致的低温容量严重下降问题，研究人员开展了关于溶剂衍生富有机 SEI 的研究。结果显示该 SEI 能降低界面阻抗，提升电池容量，此策略为低温电池研究开辟了新方向。

　　固态电解质界面（SEI）是电解液在电极表面发生氧化还原反应形成的薄膜。普遍观点认为，阴离子衍生的富无机 SEI 更稳定，离子传输更均匀，抑制枝晶形成的能力更强，而富有机 SEI 通常被认为对电池性能有害。但在这项研究中发现，在某些电解液体系里，溶剂衍生的富有机 SEI 比富无机 SEI 具有更快的离子传输动力学。低温条件能放大这种动力学差异，使配备富有机 SEI 的锂金属电池在低温下展现出更高的放电容量。这一意外发现促使研究人员重新审视低温电池对 SEI 的独特需求，而不是完全照搬室温下的改性方法。
阴离子衍生的富无机固态电解质界面（SEI）一般被认为对锂金属电池（LMBs）有益。然而，本研究观察到一个反常现象：富无机 SEI 会因界面传输动力学迟缓，导致低温（LT）LMBs 容量严重下降。研究表明，溶剂衍生的富有机 SEI 因界面作用力弱和快速的孔隙扩散机制，具有较低的界面阻抗。作为概念验证，一种有机硅电解液结合低温形成循环，成功构建出有机成分增加 16.51 倍的溶剂衍生 SEI，最终使 LMBs 在 - 40°C 时容量提升 22.5%。因此，Li||NCM811 电池在 - 114.05°C 时仍能奇迹般地保持放电功能，1.2Ah 软包电池在 - 20°C、贫电解液（2.5 mL Ah^-1）条件下循环 50 次后容量保持率达 92.1% 。这种通过富有机 SEI 提高电池容量的策略开启了低温电池研究的新时代。