近日，中国科学技术大学化学与材料科学学院任晓迪教授团队联合火灾科学国家重点实验室王青松教授团队，研究发现利用分子间氢键的相互作用可以显著改善醚基电解液在电极界面的稳定性，并可有效抑制锂金属电池热失控过程。
据了解，锂电池目前在电解液稳定性和安全性方面还面临着不小的挑战。传统的碳酸酯类电解液虽然在锂离子电池中得到广泛应用，却难以兼容活泼的锂金属负极。提高电解液浓度虽然可以在一定程度上改善醚的电化学稳定性，却带来了成本增加、低温性能衰减等问题。更为棘手的是，大量阴离子的存在会引发热失控等安全问题。
为此，研究人员提出一种全新的分子锚定策略，有望同时解决醚基电解液的高压和安全难题。基于分子锚定概念设计的电解液，展现出优异的高压性能，同时，热力学稳定性也得到提升。另外，由于减少了活泼阴离子的使用，分子锚定电解液在高电压正极表面诱导形成的界面膜也更薄更稳定。
研究人员进一步考察了电解液的安全性能，发现分子锚定电解液与锂的相容性得到大幅提升，可以将热失控开始的温度提高到209摄氏度以上。
研究人员表示，设计合理的分子间相互作用可以从根本上改变电解液的性能，为未来电池电解液的分子工程提供新的方向。