氟化有机溶剂具有高氧化稳定性、不燃性以及形成富含LiF的电极/电解液界面的优势。此外，由于氟原子强的电子吸引性质和低极化性可在低温条件下表现出快速的去溶剂化能力。然而， C-F键的异常稳定性使其高度抵抗降解。因此，寻找与当前高电压正极兼容且能在低温下使用的先进无氟溶剂至关重要。

在此，苏州大学晏成林、郑艺伟、南通大学刘杰等人提出了一种新型低温（LT）溶剂系统——硅氧烷。即通过策略性分子键设计，作者利用硅原子的空3d轨道与相邻氧原子的孤对电子通过共轭作用来增强电压抵抗性和减弱Li+-溶剂相互作用。

通过调节硅氧共轭键的数量，可以控制溶剂化结构中的阴离子簇类型，最终形成富含LiF和Si-O的界面层，促进了Li+的快速传导。通过实验表征和理论模拟分析发现硅氧烷分子中Si 3d空轨道与O原子孤对电子之间的共轭作用减少了锂离子的溶剂化能力，实现了界面的快速去溶剂化。

图1. 1.5M MTOS的Li||NCM811电池性能

总之，该工作通过分子键结构设计提出了一类新型低温溶剂系统——硅氧烷。研究显示，通过调节溶剂中Si─O共价键的数量可调控溶剂化结构的类型，平衡快速去溶剂化和离子导电性。

此外，由硅氧烷溶剂和FSI‾阴离子溶剂化壳层衍生的富含LiF和Si─O的界面层可减少离子传输的界面电阻，并抑制了低温下负极上锂枝晶的过度生长。基于此，使用1.5M LiFSI MTOS组装的NCM811||Gr软包电池在-50℃时仍能释放出75.1%的室温容量。因此，该工作使用的溶剂系统为开发对极端条件（高电压和低温）具有高耐受性的先进锂离子电池电解液提供了新的思路。

图2. 机制探究

Optimizing Si─O Conjugation to Enhance Interfacial Kinetics for Low‐Temperature Rechargeable Lithium‐Ion Batteries, Advanced Materials 2024 DOI: 10.1002/adma.202412155