港中文卢怡君ACS Nano综述：醚基高电压锂金属电池

研究背景：随着电动汽车和大规模能源存储领域对锂离子电池（LIBs）需求的指数级增长，提高电池能量密度成为一个迫切的需求。高电压锂金属电池（HV-LMBs）有望实现这一突破，但由于锂枝晶生长、阴极劣化和电解液分解等问题，其商业化仍面临挑战。

醚基电解液：醚基电解液因其与锂金属阳极的优异兼容性、高导电性、低粘度和低成本而被认为是LMBs的理想选择。然而，醚基电解液在标准锂盐浓度下的氧化稳定性较低，限制了其在HV-LMBs中的应用。

优化策略：为了提高醚基电解液的稳定性，研究人员采取了多种策略，包括调节锂盐浓度和类型、改变溶剂分子结构以及引入功能性添加剂。这些策略旨在减少自由醚溶剂的比例，构建稳定的阴极-电解液界面（CEI），并抑制醚溶剂在界面的分解。

商业应用考虑：除了电化学性能外，商业应用还需要考虑成本、电池安全性和实际能量密度。文章提出了一个系统的设计原则，强调在设计醚基电解液时需要综合考虑电化学性能、安全性和工业可扩展性。

未来发展路线图：文章提出了一个发展路线图，建议通过机制研究和应用研究并行推进醚基HV-LMBs的发展。这包括使用先进的表征技术研究CEI和SEI的失效机制，分析醚基HV-LMBs的热失控（TR）机制，以及利用机器学习辅助设计理想的电解液。

总结和展望：尽管通过锂盐优化、溶剂工程和功能性添加剂等策略有效提高了HV-LMBs的性能，但这一电池系统仍然面临着循环寿命短、安全性差和成本高的问题。未来的研究需要同时推进机制理解和实际应用，以实现醚基HV-LMBs电化学性能和安全性的综合提升。