加州大学洛杉矶分校李煜章JACS：LiPF6基醚类电解液溶解反转机制！

本文背景为锂金属电池面临的高压正极和负极界面副反应挑战，LiPF6盐具有优良铝兼容性和高压正极适用性，但在醚类溶剂中溶解度极低。研究目的是揭示LiPF6在甘醇二甲醚溶剂中低溶解度的内在机制，并探索是否可能克服该限制制备浓电解液用于高压电化学。结论表明，LiPF6的低溶解度源于“解离-溶剂化-再沉淀”机制，即LiPF6解离后，Li+被甘醇二甲醚溶剂化，但因低介电常数和高分子对称性，导致形成甘醇二甲醚配位的LiPF6溶剂化物晶体（如Li(DME)2PF6）而沉淀。基于相行为，作者预测并验证了“溶解度反转区”（SIR）现象：当LiPF6浓度超过临界阈值且共晶温度低于工作温度时，不溶性混合物可重新形成均相溶液。成功制备了5.0 M LiPF6在DME/DEE（1:1）中的SIR电解液，其阳极稳定窗口高达7.0 V，并在Li||NCM811电池中验证了高压可行性（4.5 V截止电压，添加FEC后100次循环保持87%容量）。尽管锂可逆性仍受限于PF6-的弱还原性，该工作为高压锂金属电池电解液设计提供了新途径。