东北师大吴兴隆团队：弱溶剂化电解液实现超低温(−80°C)和高功率CFx/Li一次电池

东北师范大学吴兴隆教授通过使用环状醚类溶剂调控溶剂化结构，显著降低了去溶剂化势垒。配制的弱溶剂化电解液使CF_x/Li一次电池具有优异倍率性能和超低温性能（−80°C）。

氟化石墨/锂（CF_x/Li）一次电池具有超过2100 Wh kg⁻¹的理论能量密度、安全性好、自放电率低等优点，已被广泛应用于医疗、军事、航空航天和国防等领域。然而，由于低温下迟缓的反应动力学，包括增加的去溶剂化能和产物LiF固有的低电导率，电池电阻不断增加，严重限制了实际应用场景。

最近，东北师范大学吴兴隆教授通过阴离子和低亲和性溶剂协同配位的精准的溶剂化工程，报道的优化的环醚基电解液显著降低了去溶剂化势垒，促进整体反应动力学。因此，在室温下具有优异的速率（15 C，650 mAh g⁻¹），在1.5 V截止电压下，可实现−80°C的超低温性能（平均输出电压为2.11 V，495 mAh g⁻¹），远远优于其他有机液体电解质。此外，采用18-22 mg cm⁻²高负载电极的CF_x/Li电池在−40和−60°C的情况下仍能获得1683和1395 Wh kg⁻¹的能量密度。这篇文献提出了以环醚为基本溶剂的新型设计策略，使CF_x/Li电池具有优异的超低温性能，在极端环境下的应用中显示出巨大潜力。论文第一作者为东北师范大学物理学院梁皓杰博士，通讯作者为东北师范大学化学学院吴兴隆教授。

详见：Haojie Liang, Mengyuan Su, Xinxin Zhao, Zhenyi Gu, Jialin Yang, Wei Guo, Zhiming Liu, Jingping Zhang, Xinglong Wu. Weakly-Solvating Electrolyte Enables Ultralow Temperature (−80°C) and High-Power CF_x/Li Primary Batteries. Sci. China Chem., 2023, 7, 1982-1988.

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【通讯作者简介】

吴兴隆 东北师范大学化学学院教授，博士生导师，教育部“长江学者奖励计划”青年学者、吉林省拔尖创新人才。主要从事电池储能材料、废旧锂电回收与再利用等研究工作。提出电极材料中大尺寸阴/阳离子稳定化脱嵌新途径，阐明了其工作机制；发展高效电荷传导网络构筑、高熵等策略，开发了系列高性能电极材料；提出了废旧锂电池电极材料的绿色再利用新思路。

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