设计非水系液体电解质的配方是生产高能锂金属电池的可行策略。然而，当锂金属负极与富镍层状正极结合时，两个电极的（电）化学稳定性可能会受到影响。
为避免上述问题，中山大学王成新教授、雷丹妮副教授等人报道了将乙醇铝（Al(EtO)3, 0.4 wt.%）和氟代碳酸亚乙酯（FEC, 5 vol.%）的组合作为常规含LiPF6碳酸盐基电解质溶液的添加剂。其中，Al(EtO)3通过选择性脱合金方法制备。为了探索Al(EtO)3和FEC的反应机理，作者在聚烯烃瓶中分别制备了Al(EtO)3/LiPF6/FEC和Al(EtO)3/FEC溶液，并在60 °C下在充满Ar的手套箱中放置5天。
研究表明，LiPF6可以催化Al(EtO)3与FEC的反应，具有三维结构和高热稳定性的反应产物将有助于在负极和正极分别形成均匀且坚固的固体电解质界面。特别是，在界面处形成的氧化铝阻止了锂金属负极上枝晶的形成，并减轻了富镍层状正极中应力引起的开裂和相变。
图1. 基于不同电解液的Li | |Cu 和Li | |Li 电池性能
电化学测试表明，由于SEI中Al金属的亲锂性，基于含Al(EtO)3的功能电解液（AFE）的Li | |Cu 电池具有最低的Li沉积电位。基于基准电解液（BE, 1 M LiPF6/ EC+DEC）的Li | |Cu 电池初始CE为78.3%，70次循环后迅速下降到50.0%以下。在含FEC电解液（FE）的电池中，CE在最初的40次循环中有所改善，然后出现较大的波动。相反，基于AFE的电池CE在100个周期以上保持稳定，平均为94.0%。
此外，通过将薄（约40 μm）锂金属负极与高负载（21.5 mg cm-2）NCM811正极在贫电解液条件下组装为Li | |NCM811纽扣电池，在60 mA g-1、30 °C条件下130 次循环后实现了80.3%的容量保持率，比能量约为350 Wh kg-1。
图2. 基于不同电解液的Li||NCM纽扣电池性能
A dual-function liquid electrolyte additive for high-energy non-aqueous lithium metal batteries, Nature Communications 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-28959-5
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