总之,该工作通过引入氟醚作为稀释剂来调节溶剂与溶剂之间的相互作用开发出了一种不易燃、低浓度、与石墨兼容的 PC 基电解质。作者不仅通过 1H-19F HOESY 发现了氟醚(即 HFE、TFTFE)与 PC 溶剂之间的分子界面互作用差异,还提出了一个界面模型来阐明电解质的可结合性和石墨电极性能的改善,特别是基于 K+ - 溶剂和 K+ - 溶剂 - 阴离子复合物的动力学和热力学性质的变化。
研究发现,氟醚可以通过偶极-偶极相互作用与 PC 溶剂相互作用,从而减弱 K+ 与 PC 的相互作用,降低去溶剂化能,进而促进 K+ 的可逆(脱)插层,使设计的钾离子硫电池在宽温度范围内表现出高性能。因此,该项工作主要强调了电池中被忽视的溶剂界面互作用的重要性,有助于在分子水平上加深对电解质的理解,并为电解质的设计提供有益的指导。
图2. 电池性能Electrolyte Intermolecular Interaction Mediated Nonflammable Potassium-Ion Sulfur Batteries, ACS Energy Letters 2024