在航空航天和潛艇領(lǐng)域需要在寬溫度范圍內(nèi)具有高耐久性的可充電電池。由于在極端溫度下性能迅速衰減，當(dāng)前的電池技術(shù)受到工作溫度的限制。

寬溫度電解液設(shè)計(jì)面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是如何在高溫下限制副反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)在低溫下改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

武漢理工大學(xué)尤雅教授、浙江大學(xué)陸俊教授在國(guó)際期刊Nature Communications發(fā)表題為《Temperature-responsive solvation enabled by dipole-dipole interactions towards wide-temperature sodium-ion batteries》的研究論文。

基于此，研究人員展示了一種溫度自適應(yīng)電解液設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)節(jié)不同溫度下的偶極-偶極相互作用，同時(shí)解決高溫和低溫下的問(wèn)題。這種方法防止了電解液的降解，同時(shí)賦予其在溫度變化時(shí)適應(yīng)性變化的能力。

該電解液在溫度升高時(shí)有助于形成具有高熱穩(wěn)定性的溶劑化結(jié)構(gòu)，而在低溫時(shí)則轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N防止鹽沉淀的溶劑化結(jié)構(gòu)。這確保了電解液在?60至55?°C的寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。

這種溫度適應(yīng)性電解液為寬溫電解液設(shè)計(jì)開(kāi)辟了一條途徑，突出了偶極-偶極相互作用在調(diào)節(jié)溶劑化結(jié)構(gòu)中的重要性。