《Chelating solvent mediated solvation structure enables high-rate operation of Ah-level Li-ion batteries in nonflammable phosphate electrolyte》(多齿配位溶剂介导的溶剂化结构使含有磷酸酯电解液的锂离子电池实现高倍率运行)
高度易燃的碳酸酯基电解液为锂离子电池(LIBs)带来显著安全隐患,对其大规模应用提出严峻挑战。相较之下,非可燃型磷酸酯电解液能够应对该挑战,但其强Li⁺-磷酸酯配位作用和缓慢的Li⁺扩散动力学导致Ah级LIBs的运行倍率低于0.2C。本研究提出基于螯合溶剂调控的离子-溶剂配位结构,成功实现对Li⁺-磷酸盐相互作用的精细调控。该策略创新性地构建了类高浓度电解液的"伪结构"扩散机制,在维持标准浓度(1 mol L⁻¹)的同时,显著提升Li⁺迁移数。Ah级石墨|LiFePO₄电池的运行倍率从0.2C提升至2C,经1000次循环后1 Ah电池容量保持率达73.9%,25 Ah电池经600次循环后仍保持71.0%容量。此外,25 Ah电池针刺工况下的峰值温度由338.9℃显著降至200℃。本工作为开发兼具高安全性与快速Li⁺传输动力学的先进电解液提供了新见解。

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