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近期，特种功能材料教育部重点实验室赵勇课题组在锂金属电池领域取得新进展，相关成果以“Biphasic Electrolyte Inhibiting the Shuttle Effect of Redox Molecules in Lithium Metal Batteries”为题，在国际化学顶级期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上发表。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202104003
氧化还原分子(RMs)作为电子载体已被广泛用于电化学储能器件，如锂液流电池和锂氧气电池。然而，RMs与碱金属负极较为严重的副反应造成电池库仑效率低、电池过早死亡。针对这一问题，研究人员通过构建一种新型的两相有机电解液，它由九氟己基三甲氧基硅烷(NFTOS)和醚的混合溶剂、以及锂盐(LiTFSI)所组成。由于锂盐与NFTOS和醚(或砜)的溶剂化结构差异和溶解系数不同，NFTOS和醚的单相溶液在锂盐存在下转变为两相溶液，而较高极性的RMs溶解于醚电解液。当锂-锂对称电池、锂-液流电池和锂-氧气电池采用两相电解液时，其有效抑制了RMs的穿梭效应，显著延长了电池的循环寿命。该研究为实现RMs在电化学储能装置中的广泛应用提供了新思路(Angewandte Chemie International Edition 2021, DOI: 10.1002/anie.202104003)。
基于相似相溶原理构建了氟硅烷(下层)和醚(上层)两相电解液，抑制了RMs穿梭效应的示意图
特种功能材料实验室博士研究生刘肖和宋晓胜博士为论文共同第一作者，赵勇教授为论文通讯作者。本工作得到了中组部、国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。
