電極的性能與溶劑化鞘極為相關(guān)，然而，目前還不清楚電極的親溶劑性與溶劑化鞘對電化學(xué)行為有什么關(guān)鍵影響。

圖1. 通過親溶劑性在Bi負極產(chǎn)生和演化SEI層的示意圖

天津大學(xué)孫潔等選擇Bi負極來揭示親溶劑性對鋰離子電池（LIBs）在兩種不同電解液環(huán)境中性能的影響。首先，作者發(fā)現(xiàn)，基于密度泛函理論（DFT）的計算，富含陰離子的溶劑化鞘在Bi負極提供了優(yōu)先吸附。

為進一步了解富含陰離子的溶劑化鞘的吸附行為，這里借鑒了轉(zhuǎn)基因技術(shù)，該技術(shù)是將遺傳物質(zhì)人為地整合到生物體的基因組中，從而賦予生物體優(yōu)勢或賦予它們新的優(yōu)良特性。

在這項技術(shù)的啟發(fā)下，具有強烈親溶劑作用的富含陰離子的溶劑化鞘作為客體基因，有目的地優(yōu)先吸附在Bi負極上，從而能夠在最初的幾個循環(huán)中促進剛性SEI層的快速形成。

此外，作者發(fā)現(xiàn)，外部無機物向富含有機物的薄保護層的溫和演變，有利于潤濕電解液并抑制進一步的電解液分解。

圖2. 理論計算和SEI層生成的示意圖

由于這些優(yōu)勢，Bi負極可以獲得優(yōu)異的循環(huán)性能，即在1.3C下經(jīng)過6100次循環(huán)后（13個月），在可獲得2476 mAh cm^?3的高體積容量，并在10C下6000次循環(huán)后可獲得1597 mAh cm^?3的高容量。此外，這項工作還展示了四種Bi基全電池。

值得注意的是，Bi//NCM811全電池在50 mA g^?1下經(jīng)過200次循環(huán)后可提供97%的容量保持率。總體而言，這項工作從親溶劑性的角度為理解電化學(xué)行為和提高性能提供了新的見解。

圖3. Bi負極的鋰離子存儲性能

Solvophilicity effect on the generation and evolution of solid electrolyte interface at Bi anode with excellent fast-charging performance. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.03.036