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常用的氟化作用可以有效地削弱Li⁺與溶劑的相互作用，促進低溫下的解溶劑化過程；但是，高氟化程度會犧牲鹽的解離和離子的傳導性。

圖1 氟化溶劑設計

復旦大學夏永姚、董曉麗等通過不同數量的F原子很好地調整了功能性氟化，以平衡Li⁺-溶劑結合能和離子運動，并揭示了氟化對溶劑化行為和低溫性能的影響。值得注意的是，中度氟化的二氟乙酸乙酯（EDFA）成功地比低氟化的氟乙酸乙酯具有更低的結合能，比高氟化的三氟乙酸乙酯具有更高的鹽解離度，實現了弱親和力和足夠的離子傳導性之間的權衡。

圖2 不同電解液的對比

結果，配方良好的EDFA基電解液表現出獨特的溶劑化鞘，并產生無機物豐富的固體電解質界面相，具有低阻力的Li⁺擴散，這使得石墨負極具有優異的快速充電能力（6C時為196 mAh g^-1）和令人印象深刻的低溫性能，在-40℃下可逆容量為279 mAh g^-1。

隨后，EDFA基電解液的寬電化學電位窗口使1.2Ah的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)||石墨軟包電池在-30℃下具有58.3%的高可逆容量保持率，在-40℃下具有790 mAh的放電容量。這種具有適度氟化策略的溶劑分子有望為惡劣條件下運行的鋰離子電池提供先進的電解液設計。

圖3 軟包電池性能

Fluorinated Solvent Molecule Tuning Enables Fast-Charging and Low-Temperature Lithium-Ion Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI：10.1002/aenm.202301285

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夏永姚/董曉麗AEM：氟化溶劑分子調控實現快充和低溫鋰離子電池

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