锂离子电池以其大容量、高电压、循环性能好、自放电率低等优越性能在众多电池中脱颖而出，成为最理想、最具发展前景的电池。然而，在寒冷地区和季节，低温会造成电解液的离子传输动力学缓慢，导致锂离子电池的工作受到严重限制。因此，开发低温电解液对扩宽锂离子电池的应用范围十分重要。

本工作通过提高Li+的扩散系数来改善低温条件下的离子传输动力学。具体的，实验围绕乙酸丙酯（PA）作为唯一溶剂设计并探究了不同锂离子扩散系数对电解液低温性能的影响，其中基础电解液为1M LiPF₆^- PA。由于锂离子在电解液中是以溶剂化结构的形式存在，其中溶剂化结构中的PA分子由于空间位阻效应，会降低锂离子的扩散速率。因此改性电解液的设计思路为：使用空间位阻更小的组分来替换锂离子溶剂化结构中的PA分子，减小空间位阻效应以提升锂离子扩散系数。经过密度泛函理论计算，四氟硼酸锂（LiBF₄）中Li⁺与BF₄^-的结合能大于Li⁺与PA分子，理论上BF₄^-可以替换溶剂化结构中的PA，而空间位阻更小的BF₄^-形成的溶剂化结构能提升扩散速率。由此将部分LiPF₆替换为LiBF₄设计出了改性双盐电解液，通过分子动力学模拟验证，改性双盐电解液中的BF₄^-替换了基础单盐电解液中Li⁺溶剂化结构的部分PA并成功提升了电解液在30℃和-60℃下的锂离子扩散系数。

低温性能测试中，改性双盐电解液在-40℃（0.5C倍率）和-60℃（0.2C倍率）下的放电容量分别为常温容量的91%和75%，而基础单盐电解液仅为76%和40%。以上结果表明高扩散系数电解液能有效降低充放电过程中的极化，提高电池的充放电容量，为低温电解液的设计提供了全新的策略。