通过新型电解质设计来进一步提高锂（Li）金属电池的循环性能具有重要意义。
近日，美国斯坦福大学崔屹教授，鲍哲南教授报道了设计合成了比1,4-dimethoxybutane（FDMB）具有更长-CF2-主链的1,6-dimethoxyhexane（FDMH），在保持锂离子溶剂化能力的同时，进一步提高了电解质的稳定性。
文章要点
1）研究人员将1,2-dimethoxyethane（DME）用作共溶剂，并优化了其比例（vFDMH:vDME = 6:1），有效降低了离子和界面电阻，但不会降低电解质稳定性。
2）实验结果显示，采用这种1m LiFSI/6FDMH-DME电解质配方，电池实现了高的锂循环CE（99.5%）和氧化稳定性（6 V），同时大大降低了锂循环过电位。20 µm Li||NMC532纽扣电池可持续250次循环，容量保持率为84%。在贫电解液条件下（≈2.1 µL mAh−1），Cu||NMC811型软包电池可循环120次，然后容量达到初始容量的75%。
3）分子动力学(MD)模拟证实，在多个阴离子的参与下，锂离子同时被FDMH和DME溶剂化。冷冻电镜（Cryo-TEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征结果显示，高度无机、阴离子衍生的SEI在电极表面积累了LiF。
这一策略将合理设计的高稳定性分子与低分子量共溶剂的优化部分相结合，使锂金属电池的性能进一步提高，并有望进一步指导新型电解质的设计。
参考文献
Hansen Wang, et al, Dual-Solvent Li-Ion Solvation Enables High-Performance Li-Metal Batteries, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202008619
https://doi.org/10.1002/adma.202008619
