“锂金属活性太高，与电解液副反应严重。”论文的第一作者、南京大学现代工程与应用科学学院博士生杨伍桀告诉记者，锂金属电池充放电时，负极容易长出针状的锂枝晶，这可能会造成电池短路，甚至导致电池起火爆炸。
要消除锂枝晶，可以使用醚基高浓度电解液，但醚类溶剂却对电池正极带来挑战。杨伍桀打了个比方：“电池充电时，正极材料要不断‘吐出’锂离子，它们会与电解液中的溶剂和阴离子结合。但后者和电解液里的锂离子已经‘绑’在一起了，要接纳新的锂离子，原来的团簇就得先‘分手’。这个‘分手’瞬间，脱配位的溶剂和阴离子容易被氧化发生副反应，这时的电解液组分被消耗，反过来又加剧副反应，最终电池寿命大打折扣。”
此次研究中，团队在原有的高浓度电解液里引入一种新型反溶剂。“我们发现，电池充电过程中，反溶剂会抢先与正极‘吐出’的锂离子结合，阻碍它们与溶剂和阴离子结合，电解液中原有的稳定团簇得以保留，正极表面的副反应被大幅抑制。”杨伍桀说，团队将这套电解液方案装进接近实际应用条件的电池里，发现在高能量密度下，锂金属电池也可以兼顾长循环稳定性。
周豪慎表示，该成果为高能量密度锂金属电池的研发提供了一种技术路径，但想要实现产业化，还需解决安全性、大规模制备工艺、环保、成本等方面的问题。（记者金凤）
