上海大学/宁波材料所，发表AFM！

由于缺乏可实现双界面稳定性的电解质溶剂，高能量密度锂离子电池 （LIB） 面临着严峻的挑战。尽管基于甲磺酸乙酯 （EM） 的砜类电解质与高压正极兼容，但其高粘度和 EM 的反应性磺酸盐酯基团在石墨 （Gr） 负极分解的趋势限制了其广泛应用。

在此，上海大学施思齐，中国科学院宁波材料技术与工程研究所程亚军、夏永高等人介绍了一种新的电解质方法，该方法在基于 EM 的电解质中使用单一共溶剂乙酸乙酯 （EA）、丙酸甲酯 （MP） 或丁酸甲酯 （MB） 来调节溶剂化和界面化学。这些助溶剂破坏了 EM 主导的溶剂化结构，减少了 EM-Li⁺ 相互作用，允许更多的草酰二氟硼酸锂 （LiODFB） 整合到初级 Li⁺ 溶剂化壳中，并促进稳定电极界面的形成。

基于此，4.5 V Gr||LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ （NCM811） 全电池表现出出色的循环稳定性，在 1 C 倍率下循环 500 次后仍保持 89.1% 的容量，平均库仑效率为 99.92%。

图1. Li//NCM811的电池性能

总之，该工作利用砜溶剂EM设计了一种高压电解质。通过NMR和MD模拟，作者证明了EA的添加增强了ODFB和Li⁺离子之间的相互作用，同时减少了EM在初级溶剂化鞘中的纳入。

具体来说，EM+EA电解质促进了由LiF和Li₂SO₃组成的混合CEI形成。在负极上，增加的LiODFB还原导致额外的LiF生成，有效地抑制了不良的砜还原。基于此，使用EM+EA电解质的Gr||NCM811全电池在4.5 V下循环300次后的容量保持率为80.4%。使用EM+MP和EM+MB电解质的全电池在4.5 V下循环500次后，容量保留率分别为87.4%和89.1%。因此，该项工作为锂离子电池中含砜的电解质的设计提供了关键的见解。

图2. Gr||NCM811全电池在不同电解质下的循环性能

A New Strategy for Sulfone‐Containing Electrolytes Design Enabling Long Cycling High‐Voltage Lithium‐Ion Batteries, Advanced Functional Materials 2025 DOI: 10.1002/adfm.202421687 

施思齐 上海大学 教授 研究领域：主要从事基于电化学的能量存储材料的计算材料学研究，采用基于密度泛函理论的第一原理计算，结合其他计算材料科学方法和材料信息学手段(数据挖掘与机器学习)，研究电子－原子分子－纳米－介观尺度上的物质结构－性能关系和材料物理问题，并在此基础上开展高性能材料的跨尺度计算和设计。科研成果：率先在国内开展锂离子电池电解质和电极材料及其界面离子输运、电子/离子输运协同调控的第一性原理计算和设计。已在Adv. Mater.、Joule、J. Am. Chem. Soc.、Nature Commun.、Adv. Sci.、Phys. Rev. B等期刊发表论文100余篇，他引4300余次，H因子35，ESI高倍引论文2篇，2015年以第一作者发表的“多尺度材料计算方法”专题综述文章被全文下载43220次，位列《科技导报》历年下载排行榜首位。申请软件著作权4项，合作申请国家发明专利1项，国际学术会议邀请报告20余次。