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當使用碳酸酯電解液時，可充鋰金屬電池(RLBs)可以提高能量，但循環穩定性和安全性較差。為獲得穩定、安全的電池，研究和開發用于RLB的電解液已經投入了無數的努力。然而，只有少數現有電解液滿足實際RLBs的要求。

中科院化學所郭玉國、辛森等人總結了有機液態電解液在RLBs應用中的挑戰，并提出了實用RLBs對電解質的要求。

該觀點簡要回顧了最近用于 RLBs 的電解質（液態和固態）的成就，并分析了每種電解質的相應缺點。此外，還提出了各種電解質現有缺點的可能解決方案。

特別是，該觀點概述了原位凝膠電解質的發展戰略，同時呼吁人們使用軟包電池來評估性能，并更加重視電池安全研究。這一觀點旨在闡明RLBs電解質面臨的挑戰和可能的研究方向，以更好地推廣實用RLBs。

從第一代以有機碳酸酯溶劑為基礎的鋰金屬商用電解液開始，科學家們在電解液添加劑、鋰鹽、新型溶劑等方面進行了大量探索。近年來，（局部）高鹽濃度電解液、雙鹽體系、全氟溶劑等策略在基于液態電解液的鋰金屬電池的循環性能方面取得了重大進展。同時，各種固態（復合）電解質的發展抑制了枝晶生長，提高了電池的安全性。

圖1 RLBs有機液態電解液的挑戰

此外，具有高Li⁺電導率和良好加工性的液體-聚合物雜化電解質也顯示出特殊的應用前景，尤其是與阻燃劑、無機陶瓷等成分結合使用時。為獲得實用RLBs的穩定和安全循環，電解質需要在寬溫度范圍內具有高離子電導率 (>10^-3 S cm^-1)。

同時，電解質需要具有適度的機械性能（楊氏模量 > 7.98-10.64 GPa），以在不犧牲其加工性能的情況下抑制鋰枝晶的刺穿。電解質的不可燃性也將進一步提高電池的整體安全性。在短期內，基于原位聚合的液體-聚合物雜化電解質可能是實際應用的折衷選擇。當然，聚合反應的可控性、電池一致性等問題仍需解決。

圖2 對RLBs中電解質的要求

Advanced Electrolytes Enabling Safe and Stable Rechargeable Li-Metal Batteries: Progress and Prospects. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202105253

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郭玉國/辛森AFM：先進電解質使可充鋰金屬電池安全穩定：進展與前景

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