华南师大郑奇峰教授Nature Commun.：双描述符筛选规则，实现−40 °C下345.3 Wh/kg高比能锂金属软包电池

背景：锂金属电池（LMBs）具有高能量密度潜力，但在超低温（≤−30 °C）下面临界面不稳定、枝晶生长和动力学迟缓等问题，阻碍其实际应用。研究目的：华南师范大学郑奇峰教授团队旨在通过建立双描述符溶剂筛选规则，设计新型电解液溶剂，以实现高比能LMBs在超低温下的稳定循环。结论：研究提出以约束静电势（RESPO）和偶极矩（μ）作为双描述符，指导合成了不对称氟代醚溶剂TFPM。该溶剂形成特殊的六元螯合配位结构，显著提升了锂金属在极端低温下的沉积/剥离动力学和界面稳定性。实验表明，采用TFPM电解液的高镍三元扣式电池在−40 °C循环200圈后容量保持率超过94%；实用锂金属软包电池在−40 °C下能量密度达345.3 Wh/kg，循环40圈后容量保持率>90.8%，首次实现了超低温下超过300 Wh/kg级LMBs的稳定循环，为低温高能电池电解液设计提供了高效策略。