添加剂优先牺牲稳定高压界面，锂金属软包电芯达到602.5Wh/kg

学术圈重大事件 · 发布 2026-08-25T01:36:00+08:00 · 更新 2026-08-25T01:40:33+08:00

核心结论

Nature Communications 设计一种添加剂强配位溶剂化结构，让痕量添加剂进入锂离子第一溶剂化鞘并优先分解，减少阴离子和溶剂消耗。NCM811软包电芯达到550.7Wh/kg，在0.1C充电、0.5C放电下180次循环后保留80%容量；富锂锰基软包达到602.5Wh/kg，在0.1C充放电下60次后保留80%。结果尚不代表电池包，快充、寿命、安全与规模制造仍待验证。

Nature Communications 8 月 24 日发表一项高比能锂金属电池电解液研究。高电压正极与锂金属负极组合可提升比能，但常见富阴离子溶剂化设计依靠阴离子分解形成无机界面，会持续消耗盐组分并牺牲有效锂离子电导。团队提出“添加剂强配位溶剂化结构”，让微量添加剂进入锂离子第一溶剂化鞘，并优先于阴离子和溶剂分解，在电极表面形成保护层。论文全文见 Nature Communications。

这种分子设计试图把界面膜的原料从主体电解液转移到专门添加剂：只需痕量加入，添加剂即可与锂离子强配位，减少阴离子与溶剂的过度消耗，同时维持离子传输。若优先分解形成的界面足够致密，可同时抑制高压正极副反应和锂金属表面的不均匀沉积，延缓电解液枯竭与活性锂损失。

在软包电芯中，配对 NCM811 正极的 Li||LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 电芯达到 550.7Wh/kg，在 0.1C 充电、0.5C 放电下循环 180 次后保留 80.0% 容量。配对富锂锰基层状氧化物的另一软包电芯达到 602.5Wh/kg，在 0.1C 充放电下循环 60 次后容量保持率为 80%。后者证明该溶剂化策略可以进入“600Wh/kg级”电芯，但循环次数与倍率条件比前一体系更保守。

这些数字是论文软包电芯层面的特定能量，不应直接等同于含热管理、壳体和电池管理系统的电池包能量密度。0.1C 充电较慢，602.5Wh/kg 体系只展示 60 次循环，距离电动交通所需的快充、数百至上千次循环和滥用安全仍有明显差距。后续应核验电芯面积与容量、贫电解液和薄锂条件、气体与热失控行为、添加剂成本以及放大批次的一致性。

为什么重要： 研究把高能锂金属电池的界面形成从“消耗主体阴离子”改为“牺牲专用添加剂”，并用软包电芯给出600Wh/kg级验证，为兼顾高压窗口与离子电导提供了新的电解液设计轴线。

信息来源

• Nature Communications｜开放获取论文全文
• DOI｜论文永久链接

可信度说明

来源为 Nature Communications 同行评议开放获取论文，550.7Wh/kg、180次循环、602.5Wh/kg及60次循环后80%容量保持均可由官方摘要核验。两组测试倍率和循环条件不同，且未等同于电池包性能；快充、长期寿命、安全、贫电解液和规模制造仍需独立验证。

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