锂离子电池（LIBs）凭借高能量密度、长循环寿命等优点，广泛应用于便携电子、电动汽车与规模储能。然而，在超低温（<−20 °C）下其性能急剧衰退：电解质黏度增大导致 Li⁺ 迁移动力学家骤降、界面电荷转移电阻飙升、正极电化学活性变差，严重制约其在寒冷、高海拔与极地等场景的应用。因此，开发宽温域尤其是超低温下高性能的 LIBs 正极具有重要意义。本文，昆明理工大学高超 副教授、JianyongZhang等在《Journal of Energy Storage》期刊发表名为”Silver nanowire-welded lithium vanadium phosphate@reduced graphene oxide nanocluster composites for ultra-low-temperature lithium-ion batteries”的论文，研究提出了一种通过静电自组装与 240 °C 热焊接构筑银纳米线（AgNWs）焊接Li₃V₂(PO₄)₃@还原氧化石墨烯（LVP@rGO）纳米团簇复合正极的策略。该正极以梯度多孔 rGO 为柔性载体，原位负载 10–15 nm LVP 纳米团簇，并由 AgNWs 焊接形成连续导电网络。
此外，AgNWs 焊接构建的连续高速电子通路与梯度多孔 rGO 柔性基底协同，既抑制了活性材料团聚、维持结构完整，又加速了界面 Li⁺ 传输，从而优化了反应动力学与低温适应性。经电化学测试（匹配 1 M LiPF₆/1,3-二氧戊环 DOL 电解液），该复合正极在 0 °C 下提供 128 mAh g⁻¹（550 圈后容量保持率 95%），−20 °C 下 1000 圈保持率 86%，并在 −40 °C 下循环 5000 圈后仍达 102 mAh g⁻¹；AgNWs 焊接将界面电阻显著降低至 72 Ω。同时，原位 EIS 揭示 AgNWs 抑制 SEI 增厚与电荷转移电阻增长，使其适用于超低温锂电。本研究提出了一种”结构–催化”协同的整体策略，该策略通过 AgNWs 焊接连续导电网络与梯度多孔 rGO 载体，有效缓解了超低温下电极界面接触失效，显著提升了 LVP 正极的宽温性能，并为高功率超低温 LIBs 的电极结构–催化–性能关系提供了新见解。
Fig. 1. Schematic illustration of the Ag-LVP@rGO synthesis process. Step 1: Preparation of positively charged AgNWs and negatively charged gradient porous rGO. Step 2: Electrostatic self-assembly of AgNWs and porous rGO. Step 3: In-situ growth of LVP nanoclusters on the AgNWs/porous rGO substrate. Step 4: Thermal welding at 240 °C to form the Ag-LVP@rGO composite. Step 5: Schematic working mechanism of Ag-LVP@rGO in LIBs.
本文成功制备了由AgNWs焊接而成的LVP@rGO纳米簇复合阴极，并将其与1 mol L−1 LiPF₆/DOL电解液配对使用，从而提高了超低温锂离子电池的电化学稳定性——这与本研究的标题相符。该复合材料在0 °C下可提供128 mAh g−1的容量（550次循环后保持率达95%），在−20 °C下保持86%的容量（1000次循环），并在−40 °C下 （5000次循环）时为102 mAh g⁻¹，通过AgNWs焊接，其界面电阻在−10 °C时降至72 Ω。该研究建立了一个将电极结构工程、活性材料优化和电解液筛选相结合的整体设计框架，为极端环境下的储能系统提供了宝贵的见解。
文献：https://doi.org/10.1016/j.est.2026.123653
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