在傳統的不易燃電解液中，不易燃性和電池性能之間總是存在著權衡。此前的研究集中在減少游離溶劑和形成陰離子衍生的固體電解質界面上。然而，溶劑化的陰離子在提高電解液穩定性方面的貢獻被忽視了。

阿德萊德大學郭再萍、阿貢國家實驗室陸俊、清華大學深圳研究生院李寶華等通過采用與溶劑的古特曼供體數（DN）相似的陰離子，將陰離子引入Li⁺溶出鞘來解決這個問題。

圖1. 電解液的物化性質

為了測試這個假設，作者選擇DN為22.2 kcal mol^?1的硝酸陰離子（NO₃^?）和磷酸三甲酯阻燃劑（TMP）（DN=23.0 kcal mol^?1）作為電解液成分，將LiNO3/TMP溶液加入到碳酸酯電解液。TMP的存在削弱了Li⁺和NO₃^?之間的靜電吸引力，但它不足以”釋放” NO₃^?。因此，TMP、NO₃^?和Li⁺之間的相互作用達到了平衡，NO₃^?被引入溶劑化結構中。在這種設計的電解液中，由于NO₃^?的參與，溶劑化結構中的配位碳酸酯和TMP分子的親電性都降低了，抑制了Li上的溶劑分解。

圖2. Li/Cu電池性能

此外，重要的是，這種電解液是不可燃的，自燃時間為零。它還表現出低粘度（4.04 mPa s^-1）和高離子電導率（5.42 mS cm^-1）。結果，Li/Cu電池中鋰沉積/剝離的可逆性提高到99.49%，這是非易燃電解液的最高報告值之一。

此外，盡管磷酸鐵鋰（LFP）和三元（LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂，NCM811）正極的質量負載分別高達14.3mg cm^-2和16.7mg cm^-2，n/p比<5，并且采用貧電解液，LMB的壽命仍顯著延長。該電解液的合理設計是通用的，因此可以實際地擴展到其他堿金屬電池。

圖3. 全電池性能

Non-Flammable Ester Electrolyte with Boosted Stability Against Li for High-Performance Li metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202206682