石墨负极凭借着较低的电位、优异的稳定性、高导电性、储量丰富等优势而受到广泛研究和应用。在电池工作过程中，锂离子经历电解液本体传导、界面脱溶剂化并穿过固体电解质界面膜（SEI膜）和在石墨层间的扩散，完成石墨负极的嵌锂过程。当在低于零摄氏度条件下对石墨负极进行充电（锂离子嵌入过程）时，由于去溶剂化过程难和固体电解质界面（SEI）中离子扩散慢等所产生的较大的过电位，导致石墨嵌锂困难甚至无法嵌入而发生析锂，造成电池低温性能恶化，较差的低温性能阻碍了石墨负极在低温等极端环境下的进一步应用。如何提升极端条件下石墨和石墨基锂离子电池体系的电化学性能，是石墨负极应用的一大挑战。

锂离子在液相和固体SEI膜的传输性质与电解液组成密切相关。为满足石墨负极快速充电和低温运行的需求，需要寻找具有高离子电导率、低凝固点、弱溶剂化亲和力和优异成膜特性的电解液，以改善极化过电势和加速锂离子的扩散动力学。近日，复旦大学的夏永姚教授和董晓丽副教授利用弱溶剂化的溶剂（三氟乙酸乙酯）和成膜溶剂（氟代碳酸乙烯酯）设计了一种新的电解液，其中三氟乙酸乙酯的弱溶剂化特点有利于高倍率或低温下的去溶剂化过程，氟代碳酸乙烯酯不仅提供优异的成膜稳定性，其高介电常数可以有效提高电解液在宽温域的离子电导率。论文还研究了不同温度下SEI膜的厚度、成分和离子传输性质，发现常温下形成的稳定SEI膜在宽温域内均表现出较低的阻抗，使电池能够在低温环境下工作（可逆充放电）。

在该工作中，基于ETFA-FEC电解液的电池表现出较高的容量，即使将倍率提高到6C，仍表现出180mAh g^-1的高可逆容量，与传统碳酸盐电解质相比，倍率性能和快速充电能力显著提高。弱溶剂化电解液和优质SEI膜的协同作用不仅使石墨负极具有6C的快速充电能力，同时在-30℃的低温下实现了高可逆容量（183 mAh g^-1），容量保持率达常温容量的50%。此外，与磷酸铁锂正极组装的全电池在-30℃进行充放电，仍有78%的常温容量保持率。这项工作为低温电解液设计和界面调控提供了有力的支撑和指导，推动石墨基锂离子电池在极端环境下的应用。