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资助成果
“超越传统的电池体系”重大研究计划系列成果五
——我国学者在高比能锂金属电池电解液研究方面取得进展
日期:2026-09-20
来源: 交叉科学部
作者:王景阳 张旭平 戴亚飞
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  在国家自然科学基金项目(批准号:92372201、22239002)等资助下,南京大学现代工程与应用科学学院周豪慎团队及合作者在高能量密度锂金属电池电解液领域取得进展。相关研究成果以“单相梯度溶剂化电解液稳定的锂金属电池(Single-phase gradient-solvation-electrolyte-stabilized Li metal batteries)”为题,于2026年7月8日在《自然》(Nature)期刊上在线发表。论文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10732-z。

  锂金属电池凭借超高能量密度优势,是支撑新能源汽车、高端消费电子等产业转型升级的关键储能技术。然而,目前主流的电解液设计思路难以同时满足锂金属负极与高电压正极的稳定性需求,不仅导致电池可用寿命不足,同时,严重的锂枝晶生长还可能带来极大的安全隐患。

  针对这一问题,研究团队在高浓度醚基电解液中引入了一种可以靶向配位的反溶剂(TLAS)。研究发现该反溶剂在充电过程的电场作用下,对正极释放的锂离子表现出介导能力,从而可以极大程度地绕过锂离子溶剂化团簇中主溶剂和阴离子的脱配位过程,这可以抑制锂离子溶剂化团簇组分在正极表面的降解,以及后续副反应产物在正负极间的串扰,从而在发挥阴离子主导的溶剂化团簇和醚类溶剂对锂负极优异兼容性的情况下,稳定正极界面。基于这一电解液设计,团队研制的450 Wh kg–1级锂金属软包电池可稳定循环超750次,605 Wh kg1的高比能锂金属软包电池稳定循环150次。

图 单相梯度溶剂化电解液工作原理