鋰金屬負(fù)極(LMAs)擁有高理論比容量(3857 mAh g-1)和低還原電位(-3.04 V)，這對(duì)于下一代電池來(lái)說(shuō)具有很大的潛力。當(dāng)LMAs應(yīng)用于高壓正極時(shí)，鋰金屬電池(LMBs)可以實(shí)現(xiàn)接近500 Wh kg-1的能量密度，滿足能源存儲(chǔ)市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需求。然而，LMAs與傳統(tǒng)碳酸鹽和醚基電解質(zhì)的高反應(yīng)性導(dǎo)致了富含有機(jī)物的固體電解質(zhì)界面(SEI)形成。由于其固有的不穩(wěn)定性，富含有機(jī)物的SEI通常是不均勻和脆弱的，無(wú)法承受循環(huán)過(guò)程中顯著的體積變化和鋰枝晶的非均勻生長(zhǎng)。由于界面鋰離子電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)緩慢，SEI內(nèi)的傳輸速率會(huì)降低，這些問(wèn)題在低溫下加劇。因此，制定有效的策略來(lái)穩(wěn)定SEI并抑制低溫下枝晶的生長(zhǎng)對(duì)于LMBs的實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。

近日，廣西大學(xué)劉美男教授在國(guó)際知名期刊Advanced Functional Materials上發(fā)表題為“High Ionic Conductive Interface Enabled by a Novel Nitrate-Ionic Liquid Additive for Low-Temperature Cycling of Lithium Metal Batteries”的文章。該文章分析了LiF作為界面設(shè)計(jì)的有效成分存在的一些不足，制備了一種先進(jìn)的[Li(15-C-5)]NO3功能添加劑，以生成富含Li3N的SEI層，該界面不但擁有高離子電導(dǎo)能力和低鋰離子擴(kuò)散能壘，還有效阻隔了電極與電解液在苛刻條件下（高倍率、高壓、低溫）的副反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)高速率、高壓和低溫LMBs，助推金屬鋰電池的實(shí)際應(yīng)用。