EES：克服溶劑濃度極化實現-60°C下超快且高度穩定的鋰電池！

在極端低溫（LT）條件下，對可靠鋰電池的需求重新激發了人們對有機電極的興趣。然而，有機電極的實際應用因嚴重的電極溶解和遲緩的低溫脫溶劑動力學而受阻。

在此，中國石油大學崔永朋、王瑤、邢偉等人揭示了雙電層（EDL）與體相電解質之間的溶劑濃度極化是一種迄今被忽視但決定性的降解機制。這種極化將雙電層重塑為富溶劑區域，提高了脫溶劑能壘并增強了溶劑-電極相互作用，從而加劇溶解。

基于此見解，團隊設計了一種高度去極化的溶劑，以抑制雙電層中溶劑的聚集，并將溶劑化結構從溶劑主導轉變為陰離子富集。所得電解質在-60°C下實現了0.51 mS cm?1的優異離子電導率和高達0.65的低溫遷移數，同時促進形成堅固且富含無機物的電極/電解質界面相，從而減輕溶解。

因此，即使在-60°C下，基于DSR（玫棕酸鈉二鈉）的鋰電池仍能提供184.3 mAh g?1的出色容量，并在2000次循環中表現出卓越的循環穩定性，每次循環的超低衰減率僅為0.0057%。該策略證明可推廣至其他有機電極，確立了對抗溶劑濃度極化作為設計極端低溫條件下超快循環、長壽命鋰電池的指導原則。

圖1. 充放電過程中的動態EDL架構及體相電解質物理化學性質

總之，該工作通過闡明雙電層與體相電解質之間溶劑濃度極化的關鍵作用，從根本上重新定義了基于有機電極的鋰電池的低溫限制。通過高度去極化溶劑系統的策略性分子工程，作者成功解耦了傳統上強烈的Li?-溶劑配位，從而消除了雙電層內的溶劑聚集。

這種調控將雙電層結構從富溶劑轉變為陰離子主導，同時解決了三個長期存在的瓶頸：（i）抑制有機電極溶解，（ii）最小化Li?脫溶劑能壘，以及（iii）促進形成致密且富含無機物的電極/電解質界面相。在-60°C下實現的卓越電化學性能（184.3 mAh g?1的比容量和2C倍率下超過2000次循環）不僅代表了一項漸進式改進，更是低溫電池設計范式的轉變。

更重要的是，這項工作確立了一個可推廣至其他有機電極體系的通用原則，為極端寒冷環境下的界面化學工程提供了一個多功能平臺。對溶劑濃度極化的這一基礎性理解為合理的電解質設計開辟了新途徑，其中界面工程超越了傳統的體相性質優化，有望在低溫條件下革命性地提升電池性能。

圖2. Li||DSR電池的電化學性能評估

Combating Solvent Concentration Polarization for Ultrafast and Highly Stable Lithium Batteries at ?60 oC,Energy & Environmental Science2026 DOI: 10.1039/d5ee06738c

（來源：網絡版權屬原作者 謹致謝意）