锂金属电池电解液组分调控的研究进展

摘要

锂金属电池因其极高的能量密度而受到广泛关注.然而,高活性的锂金属负极与有机电解液之间的副反应,以及不受控制的锂枝晶生长给锂金属电池带来严重的安全隐患,从而阻碍了锂金属电池的发展.锂金属表面不稳定的固态电解质界面膜(SEI)以及由此产生的不均匀锂沉积是这些问题的根源.作为锂金属电池的重要组成部分,液体电解液与锂金属负极的相容性,以及液体电解液本身的性质决定了锂金属电池的实用性.本文首先介绍了液体电解液在锂金属电池中的作用机理,然后从添加剂、导电锂盐及有机溶剂三个方面介绍了近年来与锂金属电池电解液组分调控相关的研究进展.对于液体电解液添加剂,主要介绍了成膜添加剂和调控锂沉积行为的添加剂.对于导电锂盐,主要介绍了新型锂盐、混合锂盐以及锂盐浓度调控3种策略.对于有机溶剂,主要介绍了碳酸酯类溶剂、磷酸酯类溶剂和醚类溶剂对锂金属电池的影响.结果表明,调控电解液组分可以改善锂沉积的行为以及SEI膜的组分和性质,是解决上述问题最简便、最有效的策略之一.最后,本文还展望了该领域未来的研究方向.