图 1 通过增加混合熵来提高液体电解液的稳定性。a，非均相溶液中由于溶解度有限而析出某一组分时的组成结构和能量示意图。b、均匀溶液通过混合更多的组分来增加混合熵时的组成结构和能量示意图。c，不同盐在EC/DMC(质量1:1)和5% FEC的溶解度: 从左到右0.1 M LiFSI/0.1 M LiNO₃/1.0 M LiPF₆, 0.1 M LiTFSI/0.1 M LiNO₃/1.0 M LiPF₆、0.1 M LiDFOB/0.1 M LiNO₃/1.0 M LiPF₆、0.1 M LiFSI/0.1 M LiTFSI/0.1 M LiDFOB/0.1 M LiNO₃/1.0 M LiPF₆ (1.4 M HE)。电解液中的白色沉淀是与LiNO₃有关的化合物。d、不同盐在EC溶剂中的液固相变行为:从左到右依次为0.4 M LiFSI/1.0 M LiPF₆、0.4 M LiTFSI/1.0 M LiPF₆、0.4 M LiDFOB/1.0 M LiPF₆、1.4 M HE。EC基电解液在60°C左右制备，并在室温下储存。

图 2 HE电解液的溶剂化结构及与锂金属负极的相容性。a, EDF溶剂、1.4 M LiPF₆-EDF、1.4 M HE-EDF的拉曼光谱。黑色箭头标记的峰代表锂离子与溶剂的配位。小图为从峰值拟合结果中获得的游离溶剂和配位溶剂(Li⁺-EDF)的分布。b, 1.4 M LiPF₆-EDF和1.4 M HE-EDF电解液的7Li核磁共振谱。小图中显示了1.4 M LiPF₆-EDF和1.4 M HE-EDF电解液在不同温度下的锂离子电导率。c，不同电解液在Li||Cu电池中的库仑效率(CE)。d,f，在(d) 1.4 M HE-EDF电解液和(f)，1.4 M LiPF₆- EDF电解液中，在电流密度为0.5 mA cm^-2，容量为1 mAh cm^-2条件下在铜箔上沉积金属锂的扫描电镜(SEM)图像。e,g，低温透射电子显微镜(Cryo-TEM)图像显示了在(e) 1.4 M HE-EDF电解液和(g) 1.4 M LiPF₆-EDF电解液中沉积的金属锂的微观结构和界面。

图 3 HE电解液的电化学性能及正极界面的稳定性。a, 在2.8-4.3 V, 0.1C (1.0C=180 mA g^-1)循环三圈，0.5C进行后续循环的条件下，Li||NCM811电池在1.4 M LiPF₆-EDF或1.4 M HE-EDF电解液中的容量保留率。NCM811电极的面积容量为2 mAh cm^-2，锂金属负极为50 µm。b, Li||NMC811电池在不同电解液中在2.8 ~ 4.3 V之间的倍率性能。c,f，在(c) 1.4 M LiPF₆-EDF和(f) 1.4 M HE-EDF电解液中循环后的NCM811正极电解液界面的低温透射电镜图像。d,g, NCM811正极在(d) 1.4 M LiPF₆-EDF和(g) 1.4 M HE-EDF电解液中循环后的高分辨率STEM-HAADF图像。e,h，NCM811在(e) 1.4 M LiPF₆-EDF和(h) 1.4 M HE-EDF电解液中循环后初级粒子形态的低倍STEM-HAADF图像。i，使用1.4 M HE-EDF电解液的石墨||NCM811电池的容量保持率，前三个循环在3.0-4.2 V之间以0.1 C的倍率循环，之后的循环以2.0 C倍率。负极与正极的容量比在1.05~1.10范围内。

图 4 HE电解液的温度依赖性。a, 相随温度变化时的熵演化示意图，其中蓝色线表示HE电解液的演化趋势，红色线表示常规电解液的演化趋势。b,c，(b) 0.75 M LiPF₆在PC/DEC和5% FEC (0.75 M LiPF₆-PDF)中和(c) 0.15 M LiPF₆/0.15 M LiFSI/0.15 M LiTFSI/0.15 M LiDFOB/0.15 M LiNO₃在PC/DEC和5% FEC (0.75 M HE-PDF)中的变温液体⁷Li核磁共振谱。d, 0.75 M LiPF₆-PDF和0.75 M HE-PDF电解液在不同温度下的离子电导率。e, 在0.75 M LiPF₆-PDF和0.75 M HE-PDF电解液中，不同温度下Li||Cu电池的CE和过电位。f, Li||NCM811电池在0.75 M LiPF₆-PDF和0.75 M HE-PDF电解液中以0.1C在2.5-4.3 V内不同温度下循环的放电曲线。

【文献来源】Entropy-driven Liquid Electrolytes for Lithium Batteries. DOI: 10.1002/adma.202210677.