我国学者在锂金属电池领域取得新进展

图（a）充电过程中不同电解液调控策略下正负极界面的演化示意图；（b）Li||NCM811软包电池在微乳电解液中的循环性能

　　在国家自然科学基金项目（批准号：92372207）等支持下，浙江大学陆俊教授团队与合作者在锂金属电池领域取得进展。团队提出了基于液-液界面张力（γL–L）的界面调控新机制，攻克了高能量密度与安全性协同提升的行业难题。相关成果以“液-液界面张力稳定的锂金属电池”（Liquid-liquid interfacial tension stabilized Li metal batteries）为题，于2025年7月16日发表在《自然》（Nature），论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09293-4。

　　超越传统的电池体系在能量密度、功率密度、安全性、环境适应性、资源与成本等方面面临一系列关键科学问题和技术瓶颈。锂金属电池作为最具潜力的下一代电池体系，其产业化受限于界面副反应与安全隐患。传统电解液设计难以同步满足高电压正极稳定性与金属锂负极兼容性需求，亟需创新界面调控策略。

　　为突破这一瓶颈，研究团队提出基于液-液界面张力（γL–L）的界面调控新策略，发明了一类新型的微乳电解液，不仅突破了传统电解液组分设计的限制，而且通过物理场驱动机制实现了高电压条件下正负极界面的动态协同稳定，为实现电池高能量密度、高稳定和高安全提供了新的解决方案。通过分子设计，使全氟溶剂与局部氟化两亲性溶剂通过分子间作用力络合形成微乳胶团（50~120 nm），将氟化相均匀稳定地分散于电解液连续相中，进一步利用γL–L驱动力使这些功能组分迁移，同步富集于正负极界面，构建梯度分布的氟化界面溶剂化层（图a）。这种不依赖电场方向和浓度梯度的界面结构构建方式，有效解耦了溶剂化结构和界面保护机制，减弱了高活性溶剂与电极的接触，显著抑制了界面副反应，实现了对正负极界面协同的动态保护。研究表明，采用该策略研制的安时级Li||NCM811软包电池呈现出非常优异的性能：能量密度高达547/531 Wh kg⁻1，循环155/189次后容量保持率仍达79%/81%（图b），为目前行业领先水平；同时抑制了电池在循环过程中的产气，针刺无压降不起火，突破了高比能电池安全性差的瓶颈。