低至-80°C！高達(dá)30000 mAh g-1首放的超低溫二次鋰電池

【研究背景】1.低溫性能不足：現(xiàn)有的可充電電池在低溫條件下（<-30°C）性能下降，表現(xiàn)為電池容量和循環(huán)壽命的減少，限制了電子設(shè)備、電動(dòng)車，以及極地、水下和太空探索設(shè)備的運(yùn)行。2.鋰離子電池的限制：以乙烯碳酸酯（EC）為基礎(chǔ)的電解液的鋰離子電池能夠在大約-20°C的溫度下工作，但由于離子導(dǎo)電率下降、界面電荷傳遞動(dòng)力學(xué)變慢和電極中鋰離子傳輸困難，其性能受限。3.鋰-亞硫酰氯電池的轉(zhuǎn)換：鋰-亞硫酰氯（Li-SOCl2）電池以高能量密度而聞名，但缺乏可充電性。盡管在室溫下戴宏杰院士團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將其轉(zhuǎn)換為Na/Cl2（或Li/Cl2）二次電池，解決了半個(gè)世界無(wú)法充電的難題（見(jiàn)nature），但在低溫下的可充電Li/Cl2電池仍未得到探索。更重要的是，Li/Cl2電池在低溫下的化學(xué)性質(zhì)很大程度上是未知的。

【工作簡(jiǎn)介】近日，來(lái)自美國(guó)斯坦福大學(xué)院士團(tuán)隊(duì)報(bào)告了3.5-4V可充電鋰/氯（Li/Cl2）電池，可在-80°C的溫度下工作，采用鋰金屬負(fù)極、新型CO2活化多孔碳（KJCO2）作為正極和由氯化鋁（AlCl3）、氯化鋰（LiCl）和雙（氟磺?；﹣啺蜂嚕↙iFSI），以及低熔點(diǎn)（-104.5℃）亞硫酰氯（SOCl2）組成的高離子電導(dǎo)率（-80°C至室溫時(shí)約5至20mScm-1）電解液。在室溫和-80°C之間，Li/Cl2電池可提供高達(dá)約29100-4500mAhg-1的首次放電容量（基于碳質(zhì)量）和130次循環(huán)高達(dá)1200-5000mAhg-1可逆容量。質(zhì)譜法和X射線光電子能譜法探測(cè)了充電過(guò)程中LiCl電化學(xué)氧化時(shí)捕獲在多孔碳中的Cl2。在-80°C時(shí)，充電過(guò)程電化學(xué)氧化產(chǎn)生的Cl2/SCl2/S2Cl2被捕獲在多孔KJCO2碳中，可以進(jìn)行可逆還原，以提供接近~4V的高放電電壓平臺(tái)，其中來(lái)自還原SCl2/S2Cl2的容量高達(dá)~1000mAhg-1，在約3.1V平臺(tái)時(shí)來(lái)自還原Cl2的容量高達(dá)約4000mAhg-1。

【內(nèi)容表述】Li/KJCO2電池的首次放電：研究者構(gòu)建了CR2032紐扣電池電池，使用鋰金屬作為負(fù)極，KJ(Li/KJ電池)或KJCO2(Li/KJCO2電池)作為正極，電解液由1.0MAlCl3+0.95MLiCl溶解在SOCl2和0.05MLiFSI添加劑組成(圖1a)。商用KJ材料(EC-600JD，圖1b)在1000℃的CO2中活化45分鐘后，顯示出蝕刻的跡象和明顯的尺寸減小(KJCO2，圖1c)，同時(shí)由于反應(yīng)CO2(g)+C(s)→2CO(g)，質(zhì)量損失約85%。在室溫下，KJ和KJCO2電池的首次放電容量分別為~15,300mAhg-1或30.6mAhcm-2和~29,100mAhg-1或58.2mAhcm-2，（Li/KJCO2比Li/KJ電池高2倍；電流=50mAg-1，圖1d)，放電電壓為~3.55V。請(qǐng)注意，在整個(gè)研究過(guò)程中，比容量和面積比容量分別基于正極負(fù)載碳的質(zhì)量(~2mgcm-2)和電極面積(~1.767cm2)，這是鋰/空氣或鋰/O2電池的常用方法。在相同的電流下，更高的~6mgcm-2的KJCO2質(zhì)量負(fù)載仍然提供了令人印象深刻的~9,407mAhg-1的首次放電容量。第一次放電(~3.55V平臺(tái))是由于鋰金屬在負(fù)極上氧化為L(zhǎng)i+，SOCl2還原為硫(S)，二氧化硫(SO2)和沉積在多孔碳正極上的LiCl(2SOCl2+4Li++4e-→S+SO2+4LiCl)，并伴有明顯的SO2還原~3.2V平臺(tái)。CO2活化過(guò)程使KJ到KJCO2的比表面積(從1307.4m2g-1增加到2386.9m2g-1)和孔體積(從3.1cm3g-1增加到6.5cm3g-1)增加了一倍(圖1e)，從而增加了LiCl的沉積和更高的放電容量(圖1d)。碳材料的高表面積和大孔體積對(duì)鈉/氯氣二次電池的可逆比容量也有重要影響。

低溫下，Li/KJCO2電池在-20℃、-40℃和-80℃下的首次放電電壓/容量分別為3.4V/8,521mAhg-1、3.3V/5,532mAhg-1和3.1V/4,503mAhg-1(圖2a)。通過(guò)X射線衍射(XRD)證實(shí)，在KJCO2的孔隙和表面都有LiCl沉積(見(jiàn)圖2c示意圖)(圖2b)。這與正極碳材料孔體積與原電池和近期報(bào)道二次電池的首次放電容量呈正相關(guān)一致。根據(jù)SOCl2還原反應(yīng)方程和第一次放電容量，在RT、-20℃、-40℃和-80℃條件下，與總孔體積~0.023cm3相比，預(yù)估沉積LiCl體積分別為~0.07cm3、~0.027cm3、~0.013cm3和~0.011cm3。由于電解液粘度增加，Li+和Cl-離子擴(kuò)散減少，電解液電導(dǎo)率從室溫下的20.34mScm-1降低到-80℃下的5.26mScm-1，在較低溫度下，KJCO2上的LiCl沉積隨著放電容量的降低而減少(圖2a)。由于晶體在較低溫度下的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)較慢，在-20℃、-40℃和-80℃下，沉積在電極上的LiCl晶體尺寸分別從室溫下的>3μm(圖2e)減小到~1.5μm、~200nm和~60nm(圖2f-h)，同時(shí)XRD譜圖較弱(圖2b)。

二次電池在-20℃、-40℃和-80℃的低溫性能：在-40℃下，在100mAg-1/0.2mAcm-2電流(C/12)下，Li/KJCO2電池在1200mAhg-1(~2.4mAhcm-2)容量下的循環(huán)壽命，相比于室溫提高至~130次，平均庫(kù)侖效率(CE)為~100%(圖3a)。此外，該電池在-40℃的75次循環(huán)中顯示出更高的比容量為2500mAhg-1(面積容量：每循環(huán)約5mAhcm-2)的可循環(huán)性(圖3b)，比在-20℃的15次循環(huán)中有了很大的提高。當(dāng)循環(huán)容量繼續(xù)增加到4000mAhg-1(面積容量~8mAhcm-2)和5000mAhg-1(面積容量~10mAhcm-2)時(shí)，盡管循環(huán)壽命降低了，但仍然表現(xiàn)出可充電/可循環(huán)性，<10次循環(huán)(圖3c,d)。在更高倍率下，-40℃Li/KJCO2電池能夠在2500mAhg-1容量下進(jìn)行相同倍率的充放電，并且在高達(dá)400mAg-1(C/6.25，~0.8mAcm-2)的電流下穩(wěn)定循環(huán)，充放電極化電壓/過(guò)電位略有增加。電池的CE最初偏離100%(圖3a-d)，表明當(dāng)電池開(kāi)始充電和循環(huán)時(shí)，正極中無(wú)序碳層的陰離子插入/膨脹/脫落等“原位激活”過(guò)程的出現(xiàn)。這允許在開(kāi)始的循環(huán)中每次充電后由于電解液的浸潤(rùn)而還原更多的SOCl2，使CE增加到>100%。這種“原位活化”允許正極承載額外的LiCl和電解液，并在隨后的放電步驟中改善電解液潤(rùn)濕，特別是在低溫下。在最初的幾次循環(huán)后，“原位激活”停止，電池進(jìn)入穩(wěn)定循環(huán)階段，達(dá)到~100%CE。容量/庫(kù)侖效率(<100%)在最后幾個(gè)循環(huán)中可能是由于正極承載Cl2能力的惡化，以及LiCl/Cl2的氧化還原反應(yīng)的可逆性降低。Li/KJCO2電池在-40℃下的高循環(huán)容量：（1200mAhg-1，130周期，2500mahg-1，>75個(gè)周期)和~3.3V放電平臺(tái)(圖3e)使得研究者嘗試使用充電至5000mAhg-1的Li/KJCO2CR2032硬幣電池為從亞馬遜購(gòu)買的電子表供電，在-40℃的冰箱中以3.0V的電壓工作。充滿電的電池在-40℃下充電約6個(gè)月(圖3f)。在-80°C時(shí)，Li/KJCO2電池(放置在生物冷凍室中)在1200mAhg-1下穩(wěn)定循環(huán)約70次，平均CE接近100%(圖4a，電流25mAg-1/0.05mAcm-2,C/48)。在這個(gè)速率下，電池也可以在更高的比容量下循環(huán)2500mAhg-1(圖4b)，4000mAhg-1(圖4c)，甚至~5000mAhg-1，但循環(huán)壽命較短。在-80°C時(shí)，電池主充電平臺(tái)為~4.25V，放電平臺(tái)為~3.1V，分別歸因于LiCl氧化為Cl2和Cl2還原回LiCl(圖4d)。除了在KJCO2上氧化LiCl外，充電到更高的容量也會(huì)導(dǎo)致電解液中SOCl2氧化增加，形成SCl2/S2Cl2，特別是當(dāng)充電到~5000mAhg-1時(shí)，可以觀察到充電電壓顯著增加(圖4d)。這也與在~3.8V時(shí)令人印象深刻的高放電電壓平臺(tái)的相對(duì)應(yīng)，由于在充電步驟中產(chǎn)生的SCl2/S2Cl2的還原，高放電平臺(tái)的比容量高達(dá)1000mAhg-1(圖4d)。在~3.1V和~2.9V的放電平臺(tái)分別對(duì)應(yīng)于Cl2和SO2Cl2的還原(圖4d)。請(qǐng)注意，研究者的超低溫鋰/Cl2電池的C-rate(充放電時(shí)間)并不突出，因?yàn)樗目沙潆娙萘亢芨?1200至5000mAhg-1)，但研究者的電池在-40℃和-80℃時(shí)比其他低溫鋰離子電池提供有競(jìng)爭(zhēng)力的絕對(duì)電流，并且在循環(huán)壽命和面積容量方面更優(yōu)越。研究者將電池放置在-80°C的冷凍室中(圖4e-g)，充電至~5000mAhg-1，為發(fā)光二極管(LED)供電(工作電壓>3.0V;圖4f顯示了電解液在-80°C時(shí)的液態(tài)狀態(tài))。

正極側(cè)電池反應(yīng)的光譜研究：對(duì)于在-40℃循環(huán)后的電池，SEM成像顯示在KJCO2上形成了200-300nmLiCl，對(duì)應(yīng)于捕獲的Cl2還原為L(zhǎng)iCl。從1200mAhg-1充電至5000mAhg-1時(shí)，沉積的LiCl逐漸被去除/氧化，同時(shí)電池電化學(xué)阻抗降低。Cl2（2LiCl→2Li++Cl2+2e-）的形成構(gòu)成了主要的充電容量，KJCO2中捕獲的Cl2的還原構(gòu)成了主要的放電平臺(tái)，主要充放電電壓為4.01V/3.3V平臺(tái)（圖3e），在-40℃時(shí)，Li+1/2Cl2?LiCl的整體電池反應(yīng)（參見(jiàn)圖5a中的示意圖）。SEM顯示，正如之前所觀察到的，并非所有表面LiCl均可氧化為Cl2以進(jìn)行后續(xù)還原和電池循環(huán)。當(dāng)循環(huán)/充電至更高容量（即5000mAhg-1）時(shí)，碳電極中的LiCl逐漸氧化為Cl2，同時(shí)電解液中沒(méi)有LiCl層的碳位點(diǎn)上的SOCl2被氧化，形成SCl2/S2Cl2和SO2Cl2（見(jiàn)圖3e和圖4d，充電電壓的增加）。雖然大部分Cl2被捕獲在多孔碳中，在放電時(shí)可逆還原為L(zhǎng)iCl（如下面的電池充電保持實(shí)驗(yàn)所示），假設(shè)更具反應(yīng)性的SCl2/S2Cl2和SO2Cl2物質(zhì)很難被捕獲，遷移到電解液中并穿梭到鋰負(fù)極側(cè)，導(dǎo)致化學(xué)氧化和腐蝕。這種穿梭可能會(huì)導(dǎo)致負(fù)極退化、電解液消耗，從而阻止100%SOCl2再生，并縮短電池循環(huán)壽命。

在-40℃循環(huán)后，采用非原位質(zhì)譜法探測(cè)KJCO2正極中捕獲的物質(zhì)，方法是將電極置于真空泵下，對(duì)演化出的氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量/電荷（m/z）采樣。檢測(cè)到的從帶電KJCO2電極（至5000mAhg-1或1200mAhg-1）逸出的Cl2遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)從放電KJCO2逸出的Cl2（圖5b、c）。后者檢測(cè)到的Cl2低得多，這歸因于殘留電解液中SOCl2的碎片。此外，通過(guò)飛行時(shí)間-二次離子質(zhì)譜（TOF-SIMS）深度分析成像對(duì)充電的KJCO2電極（-40℃至5000mAhg-1）和放電的KJCO2進(jìn)行了3D質(zhì)譜成像。在充電的KJCO2中，由于LiCl和SOCl2的電化學(xué)氧化，檢測(cè)到低數(shù)量的LiCl和高數(shù)量的Cl2/SCl2/S2Cl2/SO2Cl2/碳，以及充電時(shí)更多沒(méi)有LiCl涂層的暴露碳表面（圖5d）。放電時(shí)這些物質(zhì)減少，而LiCl和SOCl2計(jì)數(shù)增加（圖5e），證實(shí)了LiCl的形成和SOCl2的再生。最后，采用非原位XPS檢測(cè)分別在1200、2500和5000mAhg-1充電或放電后的KJCO2中存在的物質(zhì)（從電池中取出電極后數(shù)小時(shí)內(nèi)）。在所有充電的KJCO2中，在~200eV結(jié)合能處檢測(cè)到Cl2p光譜中的峰值（圖6a，紅線），但在放電的KJCO2中未檢測(cè)到峰值。~200eV峰被歸因于KJCO2中殘留的Cl2和一小部分C-Cl，這與最近對(duì)Na/Cl2電池的研究發(fā)現(xiàn)類似。隨著充電容量從1200mAhg-1增加到5000mAhg-1，Cl2百分比增加，同時(shí)KJCO2上的LiClXPS信號(hào)減少（圖6a、b）。請(qǐng)注意，之前所報(bào)道的文獻(xiàn)在100K下，Ag/AgCl上吸附的分子Cl2也有相同的~200eV峰。經(jīng)過(guò)約50小時(shí)的真空抽氣后，5000mAhg-1充電的KJCO2電極中約200eV的峰值顯著下降（圖6c）（在此期間質(zhì)譜檢測(cè)到電極中幾乎沒(méi)有剩余Cl2），表明Cl2仍處于充電狀態(tài)碳電極在真空下保存長(zhǎng)達(dá)約2天。隨后，約200eV處的弱峰仍然存在，這歸因于電池充電過(guò)程中碳氯化形成的C-Cl。用去離子超濾（DIUF）水清洗去除所有殘留的LiCl、AlCl3后，C-Cl峰仍然存在，但在N2氣氛中600℃退火后，由于C-Cl鍵斷裂而消失。對(duì)于帶電的KJCO2，還觀察到由于Cl鍵合而在C1s光譜中~286.6eV處出現(xiàn)峰值。請(qǐng)注意，C-Cl可以進(jìn)一步與Cl2相互作用，并可能導(dǎo)致電池充電時(shí)形成Cl3-?？偟膩?lái)說(shuō)，二次Li/Cl2電池的反應(yīng)可以描述如下。第一次放電是由于Li金屬負(fù)極氧化和SOCl2還原成S、SO2和Cl?。從Li負(fù)極剝離的Li+離子與Cl?發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致LiCl沉積在碳表面上直至鈍化（圖2e-h）。充電時(shí)，沉積的LiCl逐漸被氧化為Cl2（圖5和圖6a），同時(shí)電池電化學(xué)阻抗降低。根據(jù)以下反應(yīng)，Cl2的形成構(gòu)成了主要的充電容量：當(dāng)循環(huán)/充電至更高容量時(shí)（圖3e，圖4d），碳電極中的LiCl逐漸被氧化為Cl2，同時(shí)伴隨著電解液中無(wú)鹽涂層的碳位上的SOCl2的氧化。提出了可能的氧化反應(yīng)，包括：

SCl+AlCl4-本質(zhì)上是AlCl3與SCl2絡(luò)合形成的化合物。第一次放電中形成的SO2和S可溶于電解液中。SO2Cl2可能是由于SO2（第一次放電后形成）和Cl2之間的化學(xué)反應(yīng)而形成的：此外，在充電形成足夠的Cl2后，S可以與Cl2反應(yīng)形成SCl2，SCl2可以根據(jù)以下反應(yīng)進(jìn)一步解離為S2Cl2和Cl2：這些氧化反應(yīng)在電池充電過(guò)程中產(chǎn)生Cl2、SCl2/S2Cl2和SO2Cl2（當(dāng)Cl2沒(méi)有被困在孔中時(shí)）。在電池放電過(guò)程中（圖3e，圖4d），所有氧化/充電產(chǎn)物L(fēng)i/Cl2電池發(fā)生可逆還原，對(duì)應(yīng)于：之前表明，SO2Cl2還原發(fā)生在主要Cl2放電平臺(tái)結(jié)束時(shí)附近。SCl2/S2Cl2參與了主要Cl2放電之前的高放電平臺(tái)（但容量較低），之前也有報(bào)道。此外，低溫為L(zhǎng)i/Cl2電池提供了更高的可逆循環(huán)容量（接近100%CE），捕獲的氧化物質(zhì)完全還原為L(zhǎng)iCl，并通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)約100%的SOCl2再生：

多孔碳中活性物質(zhì)的捕獲和電池可逆性：溫度影響Li/KJCO2電池在較高比容量下循環(huán)充電時(shí)，會(huì)在正極側(cè)產(chǎn)生大量Cl2、SCl2/S2Cl2和SO2Cl2。這些物質(zhì)具有高反應(yīng)性，可以穿梭至鋰負(fù)極，損壞SEI并腐蝕下面的鋰金屬。當(dāng)這種副反應(yīng)嚴(yán)重時(shí)，例如觀察到高于100%CE，表明穿梭物質(zhì)打破了Li/SEI層平衡，并且Li金屬變得更加暴露，（例如在室溫下和-20℃）。對(duì)于在>100次循環(huán)中以約100%平均CE穩(wěn)定循環(huán)的電池，例如在-40℃下以1200mAhg-1循環(huán)的Li/KJCO2電池（圖3a），活性物質(zhì)被有效地捕獲在碳正極中，幾乎沒(méi)有穿梭影響。這與電池充電保持測(cè)試的結(jié)論一致，當(dāng)將-40℃下電池在充電至1200mAhg-1并在-40℃下的充電開(kāi)路狀態(tài)保持3天，然后將電池放電時(shí)，電池保留了~100%CE，沒(méi)有任何容量損失。充電保持測(cè)試實(shí)驗(yàn)可以在超過(guò)100次的循環(huán)過(guò)程中重復(fù)多次。當(dāng)Li/KJCO2電池在-40℃下充電并升溫至室溫并在開(kāi)路狀態(tài)下保持3天時(shí)，觀察到約3.3V的主放電平臺(tái)容量下降，而約3.10V的較低放電平臺(tái)延長(zhǎng)，伴隨著電池循環(huán)壽命縮短至<30次。~3.10V平臺(tái)歸因于SO2與逸出的Cl2之間反應(yīng)形成的SO2Cl2的還原，這是由于KJCO2在較高溫度下捕獲的Cl2減少。保留后的CE>120%再次表明穿梭效應(yīng)。受溫度影響的電池特性表明，在較低溫度下，多孔碳中的活性物質(zhì)捕獲更加有效，可防止穿梭，從而實(shí)現(xiàn)更高的可逆循環(huán)容量，并通過(guò)約100%LiCl+AlCl4-SOCl+→LiAlCl4+SOCl2的反應(yīng)再生SOCl2。因此，在正極中完全捕獲/保留電化學(xué)氧化產(chǎn)生的物質(zhì)對(duì)于延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命至關(guān)重要。在-80℃下循環(huán)的電池特性的獨(dú)特之處在于，充電容量從1200mAhg-1增加到約5000mAhg-1導(dǎo)致在約3.8V處有更長(zhǎng)時(shí)間的高放電電壓平臺(tái)（遠(yuǎn)高于Cl2還原電壓平臺(tái)3.1V，圖4d），并且在-80℃的充電保持一天的實(shí)驗(yàn)后沒(méi)有觀察到3.8V電壓平臺(tái)的明顯容量損失，這表明充電步驟中產(chǎn)生的SCl2/S2Cl2被有效捕獲和減少在-80℃時(shí)，在-40℃下運(yùn)行的電池中幾乎不存在3.8V放電平臺(tái)（1200至5000mAhg-1，圖3e），這表明這些活性物質(zhì)從正極逸出，而沒(méi)有隨后放電的電化學(xué)還原?？傊谑覝叵?，Li/Cl2電池在容量約為1200mAhg-1（放電電壓約為3.5V）時(shí)表現(xiàn)出可逆的Li/Li+和Cl-/Cl2氧化還原，正極中的KJCO2有效地將Cl2捕獲在其豐富的納米級(jí)孔隙中。在-40℃的較低溫度下，由于-40℃下KJCO2中Cl2的捕獲增加，Cl-/Cl2氧化還原（放電電壓~3.3V）的可逆容量極限增加至~2500mAhg-1。在更低的-80℃下，Cl-/Cl2氧化還原的可逆容量極限進(jìn)一步提高至~4000mAhg-1，并且更多的活性物質(zhì)如SCl2/S2Cl2被保留在正極側(cè)，從而獲得了較高的電池容量。放電平臺(tái)約為3.8V，容量高達(dá)1000mAhg-1。由于穿梭效應(yīng)減少，這些電池在較低溫度和較低循環(huán)容量下都表現(xiàn)出更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。因此，開(kāi)發(fā)具有更高孔隙率和強(qiáng)分子捕獲能力的Li/Cl2電池正極新材料將是提高此類新型電池容量和延長(zhǎng)循環(huán)壽命的關(guān)鍵。

鋰負(fù)極的固態(tài)電解質(zhì)界面最后，通過(guò)非原位XPS表征研究了鋰金屬負(fù)極側(cè)的SEI化學(xué)性質(zhì)，該電池從Li/KJCO2電池中取出后，在-40℃下以1200mAhg-1循環(huán)10次循環(huán)（總循環(huán)壽命>130）。Li電極上SEI的主要成分是Li暴露于電解液后由于與SOCl2反應(yīng)而立即形成的LiCl（圖6d）。SEI中存在LiF（圖6d），這歸因于Li與電解液中的FSI添加劑之間的反應(yīng)。類似于Na/Cl2電池和其他堿金屬電池，氟化物組分賦予SEI更高的穩(wěn)定性和電池的循環(huán)穩(wěn)定性。除了LiCl和LiF之外，SEI還包含F(xiàn)-S相關(guān)物質(zhì)（FSI-分解，圖6d）、-SO2-、Li2SO4、Li2SO3、Li2S、Li2Sx（圖6d）、AlCl3和來(lái)自隔膜殘留物的SiO2），表明Li金屬和電解液中的物質(zhì)之間的反應(yīng)，包括來(lái)自正極的反應(yīng)物質(zhì)（Cl2，SCl2，SO2Cl2）穿梭到Li側(cè)。

對(duì)橫截面的鋰電極進(jìn)行SEM成像，觀察到鋰金屬頂部的SEI層。室溫循環(huán)后電池的鋰表面的SEI層比-40℃下形成的SEI層更厚且更不規(guī)則（圖6e）。這是由于更高的溫度下活性物質(zhì)從正極逸出而導(dǎo)致更強(qiáng)的穿梭效應(yīng)和更嚴(yán)重的副反應(yīng)/腐蝕，這與室溫Li/Cl2電池的循環(huán)性能降低和活性物質(zhì)的捕獲較差一致。-40℃Li/Li對(duì)稱電池在3500小時(shí)的循環(huán)（~146個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)24小時(shí)）中也表現(xiàn)出可逆的鋰沉積/剝離，這比相同電流下的Li/KJCO2電池的循環(huán)更穩(wěn)定（~130個(gè)周期，圖3a）。因此L