在碳酸盐电解液中，在锂(Li)金属负极表面形成的有机-无机固体电解质界面(SEI)与Li紧密结合，并经历与Li相同的体积变化，从而在电镀/剥离循环过程中经历不断的开裂/重整。

近日，马里兰大学王春生教授报道了通过在二甲基亚砜(DMSO)中溶解4M浓度的硝酸锂(LiNO₃)作为碳酸氟乙烯(FEC)基电解液的添加剂，在锂金属表面设计了一种富含无机元素的SEI，以降低其与锂金属的键合能。

文章要点

1）由于NO₃^-离子的聚集结构和参与初级Li+溶剂化鞘层，生成的SEI中除了PF₆^-离子还原生成的LiF均匀分布外，还形成了丰富的Li₂O、Li₃N和LiN_xO_y颗粒。富含无机物的SEI与Li的弱结合（高界面能）可以有效地促进Li沿着SEI/Li界面扩散，并防止Li枝晶渗透到SEI中。

2）结果显示，所设计的碳酸盐电解液可以使锂负极达到99.55%（1 mA cm^-2，1.0 mAh cm^-2）的高锂电镀/剥离CE，并且电解质使Li||LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NMC811）全电池（2.5mAh cm^-2）在200次循环后仍然保持75%的初始容量，而出色的CE达到99.83%。

这种浓缩添加剂策略提供了一种实用的解决方案，可进一步优化碳酸盐电解质，以用于锂离子电池以外的应用领域。

Sufu Liu, et al, Inorganic-rich Solid Electrolyte Interphase for Advanced Lithium Metal Batteries in Carbonate Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202012005

https://doi.org/10.1002/anie.202012005