由于电动汽车的普及，对更高能量密度的储能技术的需求不断增长。锂（Li）金属电池（LMBs）因其超高的理论比容量（3860 mA h g−1），是下一代高能量密度电池最有希望的候选者，这一比容量是商业化石墨（372 mA h g−1）的10倍。然而，由于Li金属负极（LMAs）的超高化学活性，其容易与电解液反应形成不稳定的固体电解质界面（SEIs）。
在此，山东大学李国兴团队报告了一种在商用碳酸盐电解液中添加 2-三氟甲氧基苯硼酸（2-FMPBA）的新型电解液添加剂。2-FMPBA添加剂有助于在正极和负极上形成薄而均匀的EEIs。结果显示，该添加剂可增强LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)在4.8 V下的结构稳定性。
此外，2-FMPBA添加剂还实现了无枝晶的锂金属负极，库仑效率（CE）高达99.34%。在4.8 V的高截止电压下，Li||NCM622电池在0.5 C（1 C = 200 mA g-1）的条件下循环300次后仍能保持80%的容量。
图1.电解质溶剂化结构表征
总之，该工作通过一种精准的分子/离子锚定策略，使用一种新型的电解液添加剂，成功实现了一种稳定、快循环的4.8 V锂金属电池。2-FMPBA添加剂优先在负极和正极上分解，形成富含LiF的电极-电解液界面（EEIs）。
此外，2-FMPBA使得形成一种保护性的正极电解液界面（CEI）层，该层包含LiF、LixPOyF和BxOy成分，有效抑制了过渡金属溶解和气体释放，从而在4.8 V下实现了超稳定的NCM622正极结构。
基于此，Li||NCM622电池在4.8 V下展现出稳定的循环性能，能够在100个循环中保持稳定。此外，正极载量高达20.89 mg cm−2的Li||NCM622软包电池也在4.8 V下展现出稳定的循环性能。因此，该项工作突显了使用简单而有效的电解液添加剂策略来增强正极在超高截止电压下的结构稳定性，同时实现快充性能的巨大潜力。
图2. 电池性能
Molecule/Ion Anchoring Interphase Achieving 4.8 V Fast-Cycling Lithium Metal Batteries, ACS Energy Letters 2025 DOI: 10.1021/acsenergylett.4c02979