鋰金屬電池（LMBs）是最具前景的下一代高能量密度二次電池之一，它結(jié)合了高理論容量的鋰金屬負(fù)極（LMAs）和高電壓高鎳LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂（NCM, x ≥ 0.6）正極。然而，LMAs與常規(guī)碳酸酯電解質(zhì)的嚴(yán)重副反應(yīng)導(dǎo)致形成穩(wěn)定性極差的固體電解質(zhì)界面膜（SEI）和嚴(yán)重的鋰枝晶生長。

盡管醚類電解質(zhì)在LMAs上顯示出優(yōu)異的還原穩(wěn)定性，但它們通常不適合高電壓LMBs的應(yīng)用，由于它們較差的氧化穩(wěn)定性（接近4.0 V vs. Li⁺/Li）。近年來室溫離子液體電解質(zhì)（ILEs）因其不可燃性、低揮發(fā)性、寬電化學(xué)窗口、優(yōu)異的界面成膜性等引起了研究者的極大興趣。

但是ILEs的高粘度限制了鋰離子的傳輸動力學(xué)，從而影響了電池的高倍率性能和低溫性能。為了解決這些問題，研究者提出了將惰性稀釋劑與ILEs結(jié)合，形成局部濃縮的離子液體電解質(zhì)（LCILEs）。這種策略有效地降低了ILEs的粘度，同時保留了接觸離子對（CIPs）和陰離子聚集體（AGGs）的溶劑化結(jié)構(gòu)，從而顯著提高了LCILE與高電壓LMBs的相容性。

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳曉東、河海大學(xué)許晶晶團(tuán)隊采用了1,3-二氯丙烷（DCP13）作為稀釋劑的一種氯代烷烴輔助的寬溫域局部濃縮離子液體電解質(zhì)（DCP13-LCILE），研究了在外部電場下電解液的非平衡態(tài)溶劑化結(jié)構(gòu)。

與常規(guī)的電解液溶劑化結(jié)構(gòu)理解不同，該團(tuán)隊將外部電場條件考慮到對鋰離子溶劑化結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑中，發(fā)現(xiàn)稀釋劑在電場作用下會參與到鋰離子的溶劑化結(jié)構(gòu)中進(jìn)而影響電池性能。在非平衡態(tài)溶劑化結(jié)構(gòu)中，具有較強鋰離子親和力的稀釋劑分子表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定鋰離子溶劑化結(jié)構(gòu)的能力，可以增強電解液的氧化穩(wěn)定性，同時稀釋劑的親鋰位點可以提升鋰離子的傳輸動力學(xué)。