設(shè)計用于鋰金屬電極的液態(tài)電解質(zhì)已用于控制鋰金屬電池（LMB）中鋰沉積的形態(tài)。然而，鋰腐蝕問題仍未得到解決，阻礙了實際LMB的貧電解液的設(shè)計。

在此，韓國科學技術(shù)院Hee-Tak Kim團隊報告了一種基于硼酸鹽-吡喃的電解質(zhì)來解決慢性鋰腐蝕問題。作者發(fā)現(xiàn)硼酸鹽-吡喃電解質(zhì)將固態(tài)電解質(zhì)界面中的大LiF微晶轉(zhuǎn)化為細晶或玻璃態(tài)LiF，從而通過最大限度地減少電解質(zhì)分子滲透到固態(tài)電解質(zhì)界面中來增強Li/電解質(zhì)界面。使用硼酸鹽-吡喃電解質(zhì)、高鎳層狀氧化物正極（3.83?mAh?cm^?2）和薄鋰（20?μm）組裝的LMB可提供較高的初始能量密度（>400?Wh?kg^?1）和在E/C比為1.92?g?Ah^?1時運行400個循環(huán)，容量保持率為70%。

圖1. DFT計算

總之，該工作提出電解質(zhì)的關(guān)鍵特征是，它將最初在SEI中形成的LiF微晶重組為細晶或玻璃狀LiF，以最大限度地減少Li腐蝕，這與傳統(tǒng)電解質(zhì)中發(fā)生的長期Li腐蝕形成鮮明對比。這種電解質(zhì)使LMB具有較高的初始能量密度(>400 Wh kg)，并在E/C比為1.92g Ah^-1時運行400次循環(huán)，容量保持率為70%，在1.24 g Ah^-1時運行350次循環(huán)，容量保持率為73%，在0.96 g Ah^-1時運行200次循環(huán)容量保持率為85%。

冷凍透射電鏡結(jié)果表明，重組的SEI最大限度地減少了Li與液態(tài)電解質(zhì)之間的直接接觸，從而有效減輕了Li腐蝕。因此，該工作為先進LMB的SEI結(jié)構(gòu)設(shè)計開辟了一條有新的途徑。

圖2. BF₃-THP 介導(dǎo)的 LiF 重組

Borate–pyran lean electrolyte-based Li-metal batteries with minimal Li corrosion，Nature Energy 2023 DOI: 10.1038/s41560-023-01405-6