隨著儲能技術的不斷發展，高壓鋰電池、阻燃鋰電池、水系二次電池、鋰/鈉金屬電池等新型儲能器件蓬勃發展。成為了儲能領域的變革性研究方向，隨著上述儲能器件的發展，電解液的設計及調控成為了提升電池性能的關鍵因素之一，隨著研究人員對界面電化學反應過程的不斷深入研究，電解液的設計成為了儲能器件研究的方向之一。基于此，本專題匯總近來電解液設計的優秀工作，涵蓋鋰/鈉金屬電池、水系電池、高壓鋰電池等應用，為儲能電解液設計提供見解。

1.?ACS Energy Lett.：水系電解液溶劑化設計中的定量研究

中科院長春應化所明軍研究員、馬征特別研究助理聯合蘭州大學張俊麗教授，提出了水系電解液溶劑化結構和金屬離子（脫）溶劑化過程的定量和圖形模型（即界面模型），以總結電解液-電極界面化學和電極性能之間的關系。本綜述將溶劑化結構和界面模型擴展到水系電解液領域，從不同的視角闡述了上述三種水系電解液中的溶劑化結構及界面去溶劑化反應過程差異，建立了電解液-電極界面化學與電極性能之間的可視化關系。本綜述為研究水系電解液穩定性和電極性能關系提供了新視角，補充了對SEI作用的認知，提出了（水系）電解液的定量化設計及電池性能的定量化分析。該綜述以題為“Quantitative Chemistry in Electrolyte Solvation Design for Aqueous Batteries”發表在知名期刊ACS Energy Letters上。

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2.?中南大學Energy Storage Materials：揭示串聯稀電解質對鋰金屬陽極的影響及相關機理

中南大學吳飛翔課題組報告了Li||Li和Li||Cu電解槽串聯稀釋(0.1~1.0 M)醚基電解質中Li金屬陽極(LMA)的循環性能，發現其隨著濃度的增加，性能增強。此外，通過協調的循環后電極分析和理論模擬，詳細揭示了濃度效應及其潛在機制，證明了LEC中的優先溶劑分解誘導了LMA的有機主導界面層。該層界面穩定性較低，導致鋰半電池在不同電流密度之間的循環性能較差。另外，由于弱溶劑化性質導致的快速界面電荷轉移動力學，LEC同時面臨著一個很好的性能提升機會。本工作闡明了電解質濃度對LMA的影響，并揭示了串聯稀釋電解質的相關機理。這項及時的研究為設計新型低濃度電解質提供了一個全面的視角，具有一定的突破意義。相關成果以“Unveiling the effect and correlative mechanism of series-dilute electrolytes on lithium metal anodes”為題發表在國際權威期刊?Energy Storage Materials上。

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3.?重慶大學李猛Small：生物親鋅性啟發的電解液添加劑促進高性能無枝晶鋅離子電池的構建

重慶大學李猛副教授等人受到真核生物細胞內鋅指蛋白中Zn²⁺和氨基酸鏈之間優異親和力的啟發，并綜合考慮經濟因素，將甘氨酸（Gly）添加劑加入到水性電解質中以穩定鋅負極。結合實驗表征和理論計算可知，Gly添加劑的引入不僅可以通過部分取代配位H₂O來重組水合Zn²⁺的溶劑化鞘，而且可以優先吸附到Zn負極上，從而顯著抑制枝晶生長和界面副反應。因此，鋅負極可以實現超過2000小時的長壽命和在良好的鍍鋅/剝鋅可逆性(98.8%)。此外，在含 Gly添加劑的電解質中，組裝的Zn||α-MnO₂全電池也表現出顯著的容量保持率(在2 A·g^-1下循環1000次后為82.3%)，展示出良好的應用前景。綜上所述，這種創新的生物靈感設計理念將為水性電解質的發展注入新的活力。

相關研究文章以“Electrolyte Regulation of Bio-Inspired Zincophilic Additive toward High-Performance Dendrite-Free Aqueous Zinc-Ion Batteries”為題發表在Small上。

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4.?鋰電快充竟如此危險，檢測避免是關鍵，最新Nature Energy或許能找到答案！

美國加州大學伯克利分校Bryan D. McCloskey教授（通訊作者）展示了一種簡便、可行和高通量循環技術，以量化超過200個電池的不可逆鋰沉積數據。首先，作者觀測了能量密度、充電倍率、溫度和電荷狀態對鋰沉積形貌的影響，基于這些結果建立了一個基于物理的電化學模型，并為預測鋰沉積的起始電荷狀態提供了一個經驗方程。然后，作者探討了析鋰的可逆性及其與電解液設計的相關性，此舉是為了防止不可逆鋰的不斷積累。最后，本文設計了一種直接量化商業化石墨（Gr）|LiNi_0.5Mn_0.3Co_0.2O₂（NMC）電池在循環過程中的原位鋰沉積，并與在實驗上更為方便的Li|Gr電池的結果進行了對比。值得注意的是，本文通過假設和實驗結合的方式突出了電池測試數據的重要性，并以此激勵更多的研究者創新實驗方法和提升數據整理能力，從而為加速快充鋰離子電池的發展做出自己的貢獻。相關研究成果以“High-throughput Li plating quantification for fast-charging battery design”為題發表在Nature Energy上。

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5.?國家實驗室先進微結構協同創新中心與南京大學：分子層沉積鋅酮膜誘導鋰金屬負極富LiF界面的形成

國家實驗室先進微結構協同創新中心與南京大學工程與應用科學學院的張會剛研究員和李愛東教授團隊，合作提出利用分子層沉積技術原位構筑富含LiF的SEI，實現鋰金屬電池穩定循環。采用分子層沉積(MLD)技術在三維銅納米線(CuNWs)上共形制備了氧化鋅(ZnHQ)。極化后，具有偶極矩的鋅基對苯二酚(ZnHQ)中的含氧官能團可以作為親核基團，提供多余的電子加快雙三氟甲磺酰胺鋰(LiTFSI)降解，得到的富LiF的SEI促進Li離子擴散，并抑制銅表面鋰枝狀生長。CuNW@ZnHQ的對稱電池在1 mA cm^?2的電流密度下表現出超過7000 h的高循環穩定性。這項工作以標題為：“Molecular-Layer-Deposited Zincone Films Induce the Formation of LiF-Rich Interphase for Lithium Metal Anodes”，發表在Advanced Energy Materials。

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6.?浙江大學范修林EES：用于高性能鋰離子電池的自清潔電解質

浙江大學范修林教授和中科院物理研究所蘇東研究員在國際著名期刊Energy & Environmental Science上發表了關于電解液設計的最新研究“A self-purifying electrolyte enables high energy Li ion batteries”，該工作合成了一種全新的自清潔電解液，其由雙氟磺酰亞胺鋰（LiFSI）作為溶質，3-(三乙氧基硅)丙腈（TEOSCN）作為溶劑構成。該電解液具有自清潔功能，能夠有效清除電解液中的活性有害物質。由該電解液組成的MCMB||NMC811全電池在25℃下循環1000圈后容量保持率為91%，在60℃下循環500圈后容量保持率為81%，具有極高的循環穩定性。

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7.?北京理工大學Chem. Soc. Rev.頂刊綜述：醚類電解液如何影響鈉離子電池性能！

北京理工大學吳川教授，白瑩教授和李雨特別副研究員對醚類電解液的發展歷史、基本特征、特殊反應機制及其優異性能的相關機理進行了全面的理解，其重點突出了電解液特性、界面化學與電化學性能之間的關系，對深入了解電池化學具有重要意義。最后，作者提出了未來展望和潛在方向，以引導先進電池電解液和電解液/電極界面的設計和優化。相關研究成果以“Ether-based electrolytes for sodium ion batteries”為題發表在Chem. Soc. Rev.上。

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