高压锂金属电池电解液设计新思路

近日，中国科学技术大学的焦淑红团队通过合理控制高给电子数溶剂的电解液溶剂化结构，成功地提高了硝酸锂（LiNO₃）在酯类电解液中的溶解度，有效提高了锂金属电池的循环性能，使高压锂金属电池成为可能。

硝酸锂（LiNO₃）是一种重要的锂盐产品，在醚类电解液，如乙二醇二甲醚(DME), 四氢呋喃(THF)等中具有高溶解度，被认为是锂-硫电池中非常重要的电解液添加剂。硝酸锂能够有效保护锂金属负极，在抑制锂多硫化物的“穿梭效应”和锂金属的枝晶生长方面发挥了显着的作用。此外，将硝酸锂溶解在酯类溶剂中对于实现高比能的高电压锂金属电池有重要意义。

此次研究中，科研团队设计的电解液，通过利用高给体数的γ-丁内酯（GBL）溶解LiNO3，实现了高压锂金属电池的稳定循环。γ-丁内酯不仅具有较好的氧化稳定性，同时其较高的给体数使其能够溶解LiNO₃，有效抑制了锂枝晶和负极的衰减，因此在锂金属电池中该电解液比传统酯类电解液显示了更好的循环稳定性。

该工作不仅为开发高压锂金属电池提供了一种有效的电解液调控策略，同时也推动了高比能锂金属电池的实用化进程。

参考文献：

Shuhong Jiao, Yulin Jie, Xiaojing Liu, Zhanwu Lei, Shiyang Wang, Yawei Chen, Fanyang Huang, Ruiguo Cao, Genqiang Zhang.Enabling High Voltage Lithium Metal Batteries by Manipulating Solvation Structure in Ester Electrolyte.Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.201914250