西安交通大学化工学院唐伟教授联合东南大学吴宇平教授、上海交大杲祥文副教授、空间电源所李永研究员、德国卡尔斯鲁厄理工学院Stefano Passerini(斯特凡诺·帕塞里尼)教授组成的国际化创新团队基于对SEI化学的调控,设计了一种宽温域电解液(WTAE)。通过构筑局部高浓电解液,将锂离子溶剂化结构从溶剂主导转变为阴离子主导,促进阴离子分解,从而在锂金属负极表面构造了富含LiF等无机组分的SEI界面。电化学性能测试、理论模拟计算、界面表征以及原位光学观察的结果共同证明,富含LiF等无机组分的SEI能够有效促进Li+在SEI中的扩散并加速Li+在SEI处的去溶剂化,从而提升锂金属负极的动力学性能,并进一步抑制低温下的锂枝晶生长。因此,使用该电解液组装的5.8 Ah软包电池能够在-40到60 ℃的宽温度范围内运行,实现25 ℃时503.3 Wh kg-1的高能量密度和260次循环的优异寿命,以及-40 ℃时339 Wh kg-1的超高放电能量密度。这项工作展示了理解SEI化学的重要性,为宽温域电解液的设计提供了有效的策略,对推动宽温域锂金属电池的技术突破和商业化进程具有重要指导意义。该研究成果以Wide temperature 500 Wh kg-1 lithium metal pouch cells为题发表在国际权威期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。