锂离子电池已广泛用于动力驱动系统和能量存储系统。由于近年来发生的热失控问题，锂离子电池的热安全性一直是全世界关注的焦点。由于在不同温度下复杂的电化学反应，锂离子电池具有较高的温度敏感性和相对较窄的工作温度范围。

在此，北京理工大学黄佳琦、闫崇等人通过分子设计实现了一种基于羧酸盐的弱相互作用电解质。该电解质由EDFA（二氟乙酸乙酯）、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙醚和氟代碳酸乙烯酯组成。

研究显示，电解质本征不可燃性和宽液体范围的特性保证了电池的安全性和宽运行温度。其中，FSI-阴离子与反Li+之间的高亲和力保证了电解质/电极间以无机成分为主的稳定相，并具有快速的Li+脱溶动力学，从而与石墨完美兼容，避免了石墨与电解质之间的副反应。

基于此，该电解质使厚石墨（4.4 mAh cm−2）|| LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（4.0 mAh cm−2）电池在−30~45°C的宽温度范围内有效运行。所提出的EDFA基电解质使商用1.0 Ah石墨||NCA软包电池在0.3 C下稳定循环>1100次（>85%容量保持），在0.1 C下稳定循环>800次（>92%容量保持）。

图1. Li+在不同电解质中的去溶剂化能力

总之，该工作提出了基于EDFA的EDFA/TTE/FEC，以实现电解质的不可燃性和增强电极与羧酸盐的相容性，从而实现实用石墨|| NCM811 LIBs在宽温度范围内的稳定循环。氟化EDFA与FEC和TTE混合，增加了EDFA/TTE/FEC的阻燃性，因为氟自由基（F•）在燃烧过程中可以与氢（H•）和/或其他活性自由基结合。

此外，EDFA/TTE/FEC与Li+的相互作用较弱，而FSI−阴离子与Li+的亲和力较高。丰富的FSI-阴离子和含氟溶剂共同作用形成的无机物（尤其是富含LiF）为主的SEI能有效提高电极/电解质界面与羧酸盐基电解质的稳定性和兼容性，避免寄生反应（尤其是>45 °C）的发生。

由于协同效应，EDFA基电解质确保了高活性材料负载LIBs在−30至45°C的宽温度范围内的快速去溶剂化动力学和稳定的循环性能。因此，该工作为制备安全、长寿命和宽温度的锂离子电池铺平了新的道路。

图2. 采用 EDFA/TTE/FEC 的石墨||NCA软包电池的电化学性能

Fire-Resistant Carboxylate-Based Electrolyte for Safe and Wide-Temperature Lithium-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2024 DOI: 10.1002/aenm.202403183