鱼和熊掌可兼得:在强溶剂电解液中构筑疏溶剂界面实现锂金属电池超快充<3min

本文针对锂金属电池在快速充电过程中因枝晶生长导致的安全和寿命问题，提出了一种创新解决方案。研究背景指出，传统强溶剂化电解液虽利于体相锂离子传输，但界面脱溶剂化困难；弱溶剂化电解液则相反，二者难以兼得。研究目的旨在设计一种在强溶剂化碳酸盐电解液中实现快速界面离子传输的方法。通过在锂金属阳极表面构建FDTS疏溶剂分子层，成功实现协同调控：该层排斥溶剂分子，促进界面脱溶剂化；同时诱导局部弱溶剂化环境，增强阴离子聚集，形成致密、富LiF的固体电解质界面（SEI），支持高效界面离子传输，且不牺牲体相电解液的离子电导率。结论表明，该策略确保了锂离子在阳极附近的连续、充足供应，在高电流密度（6 mA cm⁻²）和高面容量（100 mAh cm⁻²）下均实现了均匀、致密、无枝晶的锂沉积。Li||LiFePO₄全电池在20 C超高倍率下循环3000次后，容量保持率达85%，展现出优异的快充性能，为提升锂金属电池快速充电能力提供了新见解。