在具有长寿命、高能量密度的可充电锂金属电池（LMBs）中，功能电解液是稳定高还原锂（Li）金属负极和高压正极的关键。然而，目前人们尚不清楚关于反应电极和电解液相互作用的基本机制。近年来，局域化高浓度电解质(LHCE)成为一种很有前途的LMBs电解质设计策略。

有鉴于此，美国西北太平洋国家实验室许武教授，张继光教授报道了以碳酸二甲酯(DMC)、四甲基砜(TMS)、磷酸三乙酯(TEP)和1，2-二甲氧基乙烷(DME)为模型溶剂，系统地研究了四种不同类型LHCE的电池，以阐明它们在锂金属负极（LMA）和正极上的不同行为机理。

文章要点

1）实验结果表明，尽管溶剂分子在LHCE中所占比例很低，但内溶剂化鞘层中的溶剂分子对电极中间相的稳定性有重要影响，特别是在高压正极上。进一步的理论计算表明，内溶剂化鞘层中盐和溶剂之间的质子/电荷转移反应在界面化学反应中起着重要作用，对电池的循环稳定性有重要影响。

2）在这种情况下，基于乙醚溶剂的LHCE在4.4 V的高压下表现出最佳的LMA和NMC811正极性能。乙醚溶剂通常被认为是一种不稳定的溶剂，用于高压(4V以上)电池。

实验和理论分析揭示了一个独特的一般规律，即内溶剂化鞘中盐和溶剂之间的强烈相互作用促进了它们的分子间质子/电荷转移反应，这决定了电极/电解液中间相的性质，从而决定了电池的性能。

Xiaodi Ren, et al, Role of inner solvation sheath within salt–solvent complexes in tailoring electrode/electrolyte interphases for lithium metal batteries, PNAS, 2020

DOI: 10.1073/pnas.2010852117

www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2010852117