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傳統碳酸鹽電解質中鋰沉積/剝離的可逆性較低，阻礙了鋰金屬電池的發展。

在此，清華大學劉凱教授團隊提出具有中等供體數（DN）的溶劑和LiNO₃作為唯一鹽的組合，由于其在普通溶劑中的溶解度或解離度較低而鮮有工作報道。

該研究發現當LiNO₃作為唯一鹽時，溶劑的DN值與Li沉積行為的可逆性高度相關。即使在普通或中等濃度下，LiNO₃與中等 DN 溶劑的組合也表現出準濃縮電解質的性質。

由于LiNO₃的解離（通常對應于過高的 DN）可以實現低電導率或過度溶劑分解的高可逆性。因此，該工作通過優化溶劑與鋰鹽組合，鋰沉積/剝離的庫侖效率高達99.6%。

圖1. 溶劑選擇

總之，該工作通過對鋰鹽和溶劑的DN進行精細調整提出了一種用于高性能鋰金屬負極的電解質組合。特別是LiNO₃，通常以添加劑發揮作用，被用作電解質中的唯一鹽。DMI是一種尿素基分子，具有中等DN和對LiNO₃具有高溶解度可作為溶劑確保LiNO₃在電解液中穩定存在。

這種組合產生了一種溶劑性差的溶劑化結構，否則只能在更高濃度下與其他鋰鹽一起實現。在此基礎上，作者提出了DN作為篩選適合LiNO₃作為鋰鹽的溶劑以獲得高庫侖效率。因此，該項工作將擴大溶劑和鋰鹽的選擇范圍。

圖2. 電池性能

Tuning and Balancing the Donor Number of Lithium Salts and Solvents for High-Performance Li Metal Anode ACS Nano 2023 DOI: 10.1021/acsnano.3c05016

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清華大學劉凱團隊ACS Nano：平衡鋰鹽和溶劑的供體數實現高性能鋰金屬負極

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