传统锂离子在充放电时伴随着锂离子的去溶剂化过程，研究表明该步骤有可能是低温条件下的决速步骤，会极大地影响低温性能。针对这一问题，美国加州大学圣迭戈分校陈政课题组设计了双离子电池。该电池在充电时阴离子嵌入正极，锂离子嵌入负极，而在放电时则是阴离子从正极脱出，阳离子从负极脱出，这样可以实现在低温放电时规避锂离子的脱溶剂化，从而实现低温放电性能的提升。

图1. 双离子电池示意图

作者设计了石墨/石墨双离子电池，并且与传统锂离子电池（钴酸锂/石墨电池）做对比，发现在-60度，0.1C倍率条件下，双石墨电池有着87.3%的容量保持率，并且在10C大电流条件下，还能有61.7%的容量保持率，而传统锂离子电池只有5.5%，说明了双离子电池在低温下具有良好的倍率性能。

图2. 1C倍率下，（a）LCO/石墨电池不同温度下放电性能（b）石墨/石墨电池不同温度下放电性能； -60度下，（c）LCO/石墨电池不同倍率下放电性能（d）石墨/石墨电池不同倍率下放电性能

作者还运用了GITT和EIS的表征手段研究双石墨电池充放电过程中的动力学变化，GITT表明阴离子在石墨正极的扩散系数要高于传统锂离子电池中锂离子在钴酸锂的扩散，EIS说明了双石墨电池有着更低的荷电传递阻抗，有利于电化学反应的进行。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201912167

（赖鹏斌）