本网讯（物质科学与信息技术研究院）在电气化交通、航空航天及国防领域对极端环境高性能储能系统的迫切需求驱动下，锂金属电池（LMBs）因其具有超高能量密度，被视为下一代储能技术的核心候选体系。然而，低温与高功率工况下电解液离子传输动力学迟缓、Li⁺去溶剂化能垒过高等本征缺陷，长期制约其规模化应用。针对上述挑战，物质科学与信息技术研究院周腾飞教授课题组设计了一种具有分级溶剂化架构的新型电解液体系，该设计通过弱配位醚类溶剂诱导阴离子富集的溶剂化鞘层，显著降低Li⁺去溶剂化活化能；酯类组分则拓宽了醚类溶剂的氧化稳定窗口，突破单一溶剂体系的本征局限。TFT作为非溶剂化稀释剂，进一步调控局域溶剂化结构向团簇（AGG）主导模式演化，有效提升局域Li⁺有效浓度。上述组分协同效应在电极界面催生了一种具有独特形貌特征的固态电解质界面膜（SEI）。该SEI呈现有机–无机镶嵌架构：柔性有机基质与高模量无机组分均匀分布，二者协同赋予界面膜兼具刚性与韧性的最优力学平衡，确保电极界面在深冷循环过程中的长期结构完整性。
电解质组分功能示意图
该电解液凝固点低至−131°C，Li||Li对称电池在−25°C下实现超过6000小时的超稳定循环；软包Li||LiCoO₂全电池在-78.3°C条件下仍能稳定放电。该分级溶剂化设计策略为调控电解液结构–性能关系提供了系统性设计原则，对推动锂金属电池在航天、极地及军事等极端环境中的实际应用具有指导价值。相关结果发表在国际知名期刊Angew. Chem. Int. Ed. (DOI:10.1002/anie.202525991) 。物科院2024级博士生王启超为第一作者，周腾飞教授和中科院化学所辛森研究员为共同通讯作者，安徽大学为第一单位。