第一作者：Jingwei Xiang

通訊作者：盧怡君

通訊單位：香港中文大學(xué)

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本論文綜述了醚基高壓鋰金屬電池（HV-LMBs）的最新進(jìn)展，并提出了基于電化學(xué)性能、安全性和工業(yè)可擴(kuò)展性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則。

文章討論了醚基電解液在HV-LMBs中的應(yīng)用挑戰(zhàn)，包括循環(huán)壽命短、安全性有限和復(fù)雜的失效機(jī)制，并為未來的發(fā)展提出了路線圖。

圖文導(dǎo)讀

圖1：展示了醚基HV-LMBs的基礎(chǔ)研究和商業(yè)應(yīng)用的示意圖。(a) 部分描述了通過優(yōu)化鋰鹽濃度和類型、改變?nèi)軇┓肿咏Y(jié)構(gòu)和引入功能添加劑等策略來增強(qiáng)電解液的穩(wěn)定性。(b) 部分強(qiáng)調(diào)了在商業(yè)應(yīng)用中需要考慮的成本、電池安全性和實(shí)際能量密度等因素。

圖2：(a) 闡釋了醚基HCEs、LHCEs和高熵電解液在HV-LMBs中的溶劑化結(jié)構(gòu)示意圖。(b) 提供了鋰鹽優(yōu)化的綜合評估。

圖3：(a) 描述了醚基HV-LMBs的三種不同的溶劑工程策略。(b) 比較了不同電解液的離子導(dǎo)電性和氧化穩(wěn)定性。

圖4：比較了三種不同的醚基電解液優(yōu)化策略在HV-LMBs中的關(guān)鍵性能。

圖5：提出了基于電化學(xué)性能、安全性和工業(yè)可擴(kuò)展性的醚基電解液設(shè)計(jì)原則，用于商業(yè)HV-LMBs。

圖6：基于機(jī)制研究和應(yīng)用研究，提出了商業(yè)醚基HV-LMBs的發(fā)展路線圖。

總結(jié)展望

盡管醚基HV-LMBs相較于傳統(tǒng)鋰離子電池在能量密度上具有顯著優(yōu)勢，但在實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括循環(huán)壽命不足、安全性問題以及生產(chǎn)成本高。

未來的研究需要在機(jī)制理解和實(shí)際應(yīng)用兩方面同時(shí)推進(jìn)，例如深入研究CEI和SEI的失效機(jī)制、熱失控機(jī)制，建立標(biāo)準(zhǔn)化的性能評估標(biāo)準(zhǔn)，并提高安全評估標(biāo)準(zhǔn)。這些努力將有助于提升醚基HV-LMBs的電化學(xué)性能和安全性，為其商業(yè)化鋪平道路。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Ether-Based High-Voltage Lithium Metal Batteries: The Road to Commercialization

期刊：ACS Nano