无负极锂金属电池的单位体积储能比传统锂离子电池多60%。如此高的能量密度可以使电动汽车的续航里程增加约280 km，甚至有望用于城市电气化。然而，这些电池一般具有快速的容量衰减和短循环寿命等问题。此外，关于金属锂的安全性问题仍未得到有效解决。

近日，加拿大达尔豪斯大学J. R. Dahn报道了基于双盐碳酸盐电解质的长寿命无负极电池，表征了具有稀薄液体电解质的无负极电池（2.6 g Ah^-1）的降解。

文章要点

1）研究人员使用扫描电子显微镜（SEM）和X射线层析成像观察最初的原始锂形态的恶化，并使用核磁共振波谱（NMR）消除正负电极串扰对电解质降解的影响。此外，使用超声透射图，研究人员观察到随着锂孔隙率的增加电解质消耗的减少的现象。由于锂电极的孔隙率随盐耗尽而增加，因此电解质必须填充更大的体积，最终导致电解质耗尽和阻抗增大。这些因素最终导致无负极电池的容量衰减和耗尽。

2）对于安全特性测试，研究人员利用钉子测量渗透过程中的电池温度，并将其与文献中报道的使用其他电解质的电池进行比较。

3）研究人员基于上述结果开发一种优化的电解质，即双盐LiDFOB和LiBF₄电解质，将无负极电池的寿命延长至200个循环。

Louli, A.J., Eldesoky, A., Weber, R. et al. Diagnosing and correcting anode-free cell failure via electrolyte and morphological analysis. Nat Energy (2020).

DOI：10.1038/s41560-020-0668-8

https://doi.org/10.1038/s41560-020-0668-8