揭示有机电池OEM溶解背后的分子间机制

一项新的研究揭示了电池循环测试中有机电极材料（OEM）在电解质中溶解的分子间机制的重要见解

这项研究由UNIST机械工程系的Won Jin Kwak教授和汉阳大学的Choi Jounmyung教授联合领导，证明了电解质中强烈的阳离子-溶剂相互作用能会加速原始设备制造商的溶解。该研究发表在ACS Nano杂志上

有机电池代表了下一代二次电池，用可在工业环境中连续制造的具有成本效益的有机材料取代了锂和镍等传统金属电极

然而，这些电池的短寿命仍然是商业化的一个重大障碍，主要是由于原始设备制造商严重溶解在电解液中。虽然各种研究都试图解决这个问题，但溶解的根本原因尚未明确

研究表明，强烈的阳离子-溶剂相互作用促进了共插层，即溶剂分子与阳离子一起掺入电极微观结构的过程。当阳离子穿透电极的内部结构时，溶剂分子的参与会使其膨胀，使电极材料更容易流出。相比之下，弱相互作用有助于阳离子的直接插入，而无需溶剂的参与

研究小组通过系统地检查和分析不同阳离子类型的实验结果，以及计算阳离子和溶剂之间的相互作用能，得出了这些结论。他们的实验涉及锂、钠和钾离子，结果表明锂离子与溶剂分子产生了最明显的相互作用，导致电极更薄，相互作用能量更高

该研究的第一作者Hyun Wook Lee评论道：“虽然之前对有机电极的研究主要集中在重组材料以对抗溶解，但我们的发现揭示了其根本原因。”

Kwak教授补充道：“这项研究首次证明电极材料的溶解不仅仅是溶解度的问题，而是阳离子-溶剂相互作用和随之而来的机制变化的函数。我们还提出了一种有针对性的电解质设计策略。”