西安交大王鹏飞教授团队在高比能、快充、宽温域锂离子电池领域取得重要进展

　　随着新能源存储与电动汽车对锂离子电池(LIBs)能量密度、功率密度要求持续提升，无钴尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)凭借4.7 V高工作电压、650 Wh kg−1高理论能量密度、低成本与环保优势，成为下一代高电压正极的核心候选材料。但传统电解液难以适配高压、快充与宽温复杂工况，高压环境下易氧化分解，会造成离子传输受阻、电极界面稳定性劣化，且自身易燃特性带来潜在热失控风险。现有弱溶剂化电解液虽能形成富含CIP/AGG的溶剂化结构，优化正极/电解液界面(CEI)，但普遍存在盐溶解度低、抗氧化性差(醚类< 4.6 V)等短板。因此，在保留弱溶剂化特征与阴离子富集溶剂化结构的基础上，实现快速Li+传输，已成为高电压、宽温域、快充型锂电池电解液设计亟待攻克的核心难题。
 

　　针对以上问题，西安交通大学电气学院王鹏飞教授课题组提出一种“盐包盐介导的强弱协同”设计策略，构建了DFEC/FEMC/TTE全氟化弱溶剂体系，并引入Mg(TFSI)2作为温和路易斯酸诱导剂，促进难溶LiDFOB的解离，形成多阴离子(PF6−、DFOB⁻、TFSI⁻)参与的CIP/AGG富集溶剂化结构。Mg2+通过“拖拽效应”置换Li+第一溶剂化壳层组分，增加PF6−配位位点，在强化阴阳离子配位的同时维持高Li+迁移率。界面原位生成的MgF2可动态捕获阴离子，诱导形成薄且致密、富含F/B/N/S的无机CEI。该策略协同优化体相离子传输与界面稳定性，有效解决传统弱溶剂化电解液脱溶剂化能垒高、界面阻抗大的痛点。该电解液使LNMO||Li电池在−30~70 ℃宽温域内兼具优异快充与长循环性能，10 C倍率容量达106 mAh g−1，5 C循环1200次容量保持率89.2%，软包电池循环400次仍保持88.9%容量。针刺与ARC测试验证其安全性能突出，具备本征阻燃性以及对4.6 V NCM811、4.6V NCM92、LFP等正极具有广泛兼容性。
 

　　该研究成果以《盐包盐介导的弱溶剂化电解液赋能锂离子电池快充与宽温域运行》(Salt-in-Salt Mediated Weak-Solvent Electrolyte Enabling Fast-Charging and Wide-Temperature Lithium-Ion Batteries)为题，发表在国际顶尖学术期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。西安交通大学博士生范新宇为本文第一作者，西安交通大学电气学院王鹏飞教授、刘梦婷副教授和华中科技大学吉晓教授、瑞士联邦材料科学与技术实验室刘苏福博士为本文共同通讯作者，论文重要合作者还包括电气学院肖冰教授、杨爱军教授，论文第一单位为西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室新型储能与能量转换纳米材料研究中心。
 

　　该研究工作得到国家自然科学基金、陕西省重点研发计划、西安交通大学青年人才计划、电工材料电气绝缘全国重点实验室、中国科协“青年人才托举工程”、陕西省“高层次人才引进计划”以及西安交通大学思源学者和小米青年学者等经费资助，表征及测试工作得到西安交通大学分析测试共享中心的支持。
 

　　引用：【科技自立自强】西安交大王鹏飞教授团队在高比能、快充、宽温域锂离子电池领域取得重要进展 西安交通大学新闻网【引用时间：2026年6月4日】