传统的锂离子在石墨负极中的嵌入化学只利用无共嵌入或共嵌入机制。后一种机制基于三元石墨插层化合物（t-GIC），其中甘醇二甲醚溶剂被探索并被证明在LIB中提供较差的循环性能。

在此，弗吉尼亚理工大学林峰、Tao Lei等人报告了一种新颖的插层机制。即在初始石墨锂化过程中，通过二元GIC（b-GIC）和游离THF分子之间的自发、可控反应，在四氢呋喃（THF）电解质中原位合成t-GIC。由此产生的 t-GIC 化学消除了锂离子去溶剂化的必要性，即使在高电流密度下，也有利于石墨颗粒的快速动力学。因此，石墨负极表现出快速充电（1分钟）、无枝晶低温性能以及超过10000次循环的超长寿命。与分层正极相结合的全电池在充电 15 分钟后表现出卓越的循环稳定性，即使在 -40 °C 下也具有出色的倍率性能。

总之，该项工作通过 b-GIC 与 THF 之间可控的化学反应，t-GIC 在 1 M LiPF6-THF 电解液中原位合成，从而实现了 Li+-THF 与石墨的可逆、快速共锂化。与线性醚相比，环状醚由于存在立体阻碍，与 Li+ 的相互作用较弱，故Li+-(THF)3.5易部分去溶剂化，生成 Li+-(THF)1，从而实现快速共插入。即使在快速充电时，该电解质也能使单个石墨颗粒中的电池反应同步进行。 因此，石墨负极的循环寿命可超过 10 000 次循环，容量衰减忽略不计。即使在零下 40 ℃，石墨负极也能实现出色的倍率性能，即 0.1 C 时 100 mAh g-1、0.33 C 时 90 mAh g-1、0.5 C 时 80 mAh g-1 和 1 C 时 60 mAh g-1。因此，该工作为 GIC 的合成提供了新的见解，并为设计用于快速充电和低温下的石墨插层负极提供了新的方向。

Solvent-Mediated, Reversible Ternary Graphite Intercalation Compounds for Extreme-Condition Li-Ion Batteries, Journal of the American Chemical Society 2024