新型电解液让锂金属电池高能又长寿

　　记者9日从南京大学获悉，《自然》杂志刊登了该校周豪慎教授团队的一项最新成果，可以让锂金属电池动力更强、寿命更长。借助他们研发出的新型电解液，锂金属电池在450瓦时/千克的能量密度下龙头股特征，循环超过750次；能量密度提升至605瓦时/千克，电池仍能稳定循环150次。

　　“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龙头股特征，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。