南京大学研发新型电解液 助力锂金属电池提升容量与寿命

7月8日，记者从南京大学获悉，该校周豪慎教授课题组成功研发出一款新型电解液，能够在显著提高锂金属电池能量密度的同时，大幅延长其循环使用周期，有望加速该储能技术的商业化落地。国际权威期刊《自然》于8日在线刊发了此项研究成果。

周豪慎表示，锂金属电池因能量密度突出，被视为下一代电动汽车及消费电子设备的优选电源。然而，传统电解液与该电池负极材料兼容性较差，不仅会损害电池寿命，还会诱发针状锂枝晶在电极表面生长。一旦锂枝晶刺破隔膜，极易引发短路，严重时甚至导致起火事故。

近年来，业界普遍倾向于采用"局部高浓度电解液"方案。但在充电进程中，电解液组分仍会在电极界面发生不可逆分解，致使电解液持续损耗，电池性能随之逐步衰减。

"这恰似一群人手牵手紧密相连，却不得不在电极表面被迫松开。"论文第一作者、南京大学现代工程与应用科学学院博士研究生杨伍桀解释道，课题组引入了一种"靶向配位反溶剂"。充电过程中，在电场驱动下，反溶剂可主动"接替"电池正极释出的锂离子，避免锂离子破坏既有的溶剂化结构。更为关键的是，该反溶剂仅在电极表面附近区域起作用，不会对电解液整体性能造成干扰。

图为周豪慎课题组研制的锂金属软包电池实物。（南京大学供图）

课题组利用该反溶剂调配出新型电解液，并将其装配至锂金属软包电池开展性能验证。测试结果表明，在450瓦时每千克能量密度条件下，电池循环次数突破750次；当能量密度进一步提升至605瓦时每千克时，电池仍可稳定循环150次。作为参照，目前纯电动乘用车动力电池的能量密度约为200瓦时每千克。

周豪慎指出："以往针对电解液的探索多聚焦于静态溶剂化结构，而本研究则将视线转向电极界面处动态的溶剂化行为。"他强调，此项工作同样为其他碱金属电池电解液的研发开辟了新方向。（记者陈席元）