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電解液在鋰離子電池中起著至關重要的作用，因為它幾乎影響著電池性能的方方面面。然而，人們對電解液的認識，尤其是對Li+的溶劑化作用的認識還遠遠滯后于它的意義。斯坦福大學崔屹等人介紹了一種電位技術來探測電池電解液中鋰離子的相對溶劑化能。

通過測量具有對稱電極和不對稱電解液的電池中的開路電壓，作者定量地描述了濃度、陰離子和溶劑對不同電解液溶劑化能的影響。利用這一技術，作者建立了電池電位（Ecell）與鋰金屬負極用高性能電解液循環(huán)性能之間的關系，結果發(fā)現(xiàn)具有更多負電池電位和正溶劑化能的溶劑（那些與Li⁺結合較弱的溶劑）能提高循環(huán)穩(wěn)定性。低溫電子顯微鏡顯示，較弱的溶劑化導致陰離子衍生的固體電解質界面，因此可以穩(wěn)定循環(huán)。

使用電位測量來表征電解液，作者建立了一種相關性，可以指導鋰金屬負極有效電解液的工程設計。

圖1 電池裝置及機理

圖2 高性能金屬鋰負極電解液的溶劑化能和CE

Potentiometric Measurement to Probe Solvation Energy and Its Correlation to Lithium Battery Cyclability. Journal of the American Chemical Society 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c03868

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崔屹JACS：電位法測量溶劑化能及其與鋰電池循環(huán)性能的關系

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