鋰離子電池的發展無疑要求先進的電解液具有卓越的環境適應性和長期穩定性。碳酸丙烯酯（PC）被證明是一種具有競爭力的溶劑，其具有高介電常數和廣泛的液體范圍，但其應用受到石墨兼容性差和高粘性的內在阻礙。

華中科技大學謝佳、曾子琪等通過調整Li⁺-PC相互作用的強度和拓撲結構，在不改變溶劑化結構的情況下，開發了一種具有寬溫度范圍的PC基電解液。

圖1. PC基電解液的合理設計和電化學性能

具體而言，這項工作開發了一種僅由氟苯（FB）、PC和鋰鹽配制的PC基電解液。研究發現，在相對較低的鋰鹽濃度（2.3M）下，FB削弱了PC和Li⁺之間的親和力，促進了石墨表面的脫溶劑化，從而提高了PC基電解液對石墨負極的電化學穩定性。此外，當與高鎳正極一起使用時，PC基電解液表現出增強的電化學性能。

圖2. PC基電解液的電化學性能

因此，石墨電極在1C條件下經過500次循環后仍能保持80%的初始比容量，而NCM811正極也能達到400次循環的長期穩定性。

此外，采用設計電解液的石墨/NCM811電池比采用傳統電解液的電池顯示出更高的電化學性能（-40至60℃），并且基于PC的電解液在-90至90℃的范圍內可保持液體。總之，這種溶劑化結構工程從分子尺度的設計上提出了一個新的方向，即在實用LIB中開發具有更強電化學兼容性和寬溫適應性的PC基電解液。

圖3. PC基電解液的寬溫適應性

Rejuvenating Propylene Carbonate-based Electrolyte Through Nonsolvating Interactions for Wide-Temperature Li-ions Batteries. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202201801