A Dipole‐Engineered Electrolyte Paradigm to Overcome Desolvation Barriers for Exceptional Ultralow‐Temperature Energy Storage

材料科学 储能 电解质 溶剂化 偶极子 纳米技术 离子键合 扩散 离子 化学物理 热力学 物理化学 有机化学 物理 电极 功率(物理) 化学
作者
Yiheng Qi,Chuang Bao,X. D. Li,Jianhua Yan,Kefa Cen,Zheng Bo,Huachao Yang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (42): e09768-e09768 被引量:9
标识
DOI:10.1002/adma.202509768
摘要

Electrochemical energy storage (EES) devices often exhibit poor low-temperature performance due to high interfacial desolvation energy barriers. While conventional strategies targeting ion-dipole interactions have improved desolvation kinetics, they suffer from a fundamental trade-off with bulk-phase ion diffusion. Here, a dipole-engineered electrolyte paradigm is proposed to overcome desolvation barriers for enhanced ultralow-temperature energy storage. Following this new paradigm, a weakly-dipolar-interacting electrolyte (WDIE) is developed by regulating dipole-dipole interactions within ionic solvates between primary and co-solvents. Through comprehensive experimental characterization and theoretical analyses, the interplay between dipole-dipole interactions and solvation dynamics across both interfacial and bulk phases is elucidated. Specifically, WDIE transforms the ionic solvate from conventional double-layer to distinctive mono-layer with attenuated solvent coordination number, effectively lowering solvent residence time and desolvation energy barriers. Simultaneously, it promotes solvent cluster dissociation, disrupting cross-linked electrolyte networks and enhancing bulk ion diffusion. As a proof of concept, WDIE-based supercapacitors exhibit optimized ultralow temperature performance, which retain 97.15% capacity from 20 to -70 °C, surpassing moderately- and strongly-dipolar-interacting electrolytes and ranking among the best reported. Moreover, theoretical calculations further demonstrate the broad applicability of this strategy when ionic radius exceeds 3.84 Å. This work demonstrates a scalable dipole-engineered electrolyte paradigm to overcome low-temperature EES limitations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
wp4605应助123采纳,获得10
1秒前
路先生完成签到,获得积分10
1秒前
苗条的枕头完成签到 ,获得积分10
1秒前
JJ完成签到,获得积分10
4秒前
自费上学又一天完成签到,获得积分10
4秒前
magos123完成签到,获得积分10
6秒前
温暖的寄容完成签到,获得积分10
8秒前
没有名字完成签到 ,获得积分10
9秒前
燕燕完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
Michael_li完成签到,获得积分10
11秒前
濮阳盼曼完成签到,获得积分10
11秒前
顺利的小懒猪完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
隐形跳跳糖完成签到 ,获得积分10
17秒前
Virgil完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
老迟到的小松鼠完成签到,获得积分10
17秒前
xcwy完成签到,获得积分10
18秒前
nnnnn完成签到,获得积分10
20秒前
gooster完成签到,获得积分10
22秒前
暖羊羊Y完成签到 ,获得积分10
22秒前
dh完成签到,获得积分10
24秒前
永远的得胜同志完成签到,获得积分10
24秒前
健壮的鑫鹏完成签到,获得积分10
27秒前
老蟑壳完成签到,获得积分10
27秒前
琴香孙琴香完成签到,获得积分10
27秒前
wan发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
万能图书馆应助wang5945采纳,获得10
29秒前
30秒前
30秒前
叁月二完成签到 ,获得积分10
31秒前
michellewu完成签到,获得积分10
31秒前
ellen完成签到,获得积分10
31秒前
清平道人完成签到,获得积分0
31秒前
樂楽完成签到,获得积分10
32秒前
season完成签到,获得积分10
32秒前
西南西南发布了新的文献求助10
33秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7146232
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8793030
关于积分的说明 18581811
捐赠科研通 6740370
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3157827
关于科研通互助平台的介绍 2288470
邀请新用户注册赠送积分活动 2132195