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3-环丁烯砜与硝酸锂协同构建富无机物界面，金属锂电池在 80C 下循环 6000 次
学术圈重大事件 · 发布 2026-08-15T01:40:00+08:00 · 更新 2026-08-15T01:44:03+08:00
核心结论
Nature Communications 8 月 14 日论文在常规碳酸酯电解液中加入含硫化合物 3-环丁烯砜和 LiNO₃。前者提高 LiNO₃ 溶解并与硝酸根共同调节锂离子溶剂化，形成富含 Li₃N、Li₂S、Li₂O 的均匀固态电解质界面。锂—磷酸铁锂电池在 80C 下循环 6000 次后保持 81.7% 容量，两个超过 500 Wh kg⁻¹ 的软包样品也给出百余次循环数据；但软包采用低倍率，尚不能证明高倍率与高比能可同时规模化实现。
Nature Communications 8 月 14 日发表金属锂负极电解液研究。金属锂具有高理论比容量和低电位，是提高电池比能的候选负极，但在碳酸酯电解液中容易形成不均匀、脆弱的固态电解质界面（SEI）。界面反复破裂会消耗活性锂和电解液，并加剧枝晶与安全风险；在高倍率充放电时，离子传输与界面稳定之间的矛盾更明显。
团队提出双添加剂方案：把含硫化合物与硝酸锂加入常规碳酸酯电解液，并以 3-环丁烯砜作为示例。3-环丁烯砜提高 LiNO₃ 在体系中的溶解度，两类添加剂又共同调节锂离子溶剂化结构，促进形成均匀、富含 Li₃N、Li₂S 和 Li₂O 的无机 SEI。论文将快速锂离子转移与较高界面稳定性归因于这一成分和结构组合。
在实验电池中，锂—磷酸铁锂体系以 80C 循环 6000 次后容量保持率为 81.7%；锂—高镍 NCM811 体系在 10C 循环 500 次后保持 81.3%。团队还报告两个按软包总质量计算、比能超过 500 Wh kg⁻¹ 的软包样品，分别循环 143 次和 149 次后保持 92.1% 与 91.8% 初始容量。这些数字说明同一化学思路可跨不同正极和电池形式工作。
不过，高倍率长循环结果与高比能软包结果来自不同测试条件：软包按 0.1C 充电、0.3C 放电，不能据此推断其在 80C 或 10C 下仍保持高比能和寿命。实验摘要也没有给出大面积锂沉积均匀性、过量锂、电解液用量、温升、滥用安全和成本。后续应在更大软包、有限锂和贫电解液条件下同时验证倍率、能量密度、循环寿命与安全性，并评估双添加剂储存和制造兼容性。
信息来源
可信度说明
来源为 Nature Communications 同行评议论文，可核验双添加剂机制、界面组成以及 80C、10C 和软包测试数字。高倍率数据与超过 500 Wh kg⁻¹ 软包数据并非同一工况；论文摘要未充分披露有限锂、贫电解液、温升、滥用安全和批量制造表现，因此不宜直接外推到商用电池。
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