非对称电解质助锂离子电池 anode 高容量
锂离子电池（LiBs）已成为全球使用最广泛的可充电电池。能源研究人员和材料科学家一直在努力探寻能够作为锂离子电池组件的替代材料，这有可能在不显著增加制造成本的情况下提高电池性能和效率。
然而，近年来的研究已经发现了石墨基阳极颇具前景的替代品，其中之一便是微型合金阳极。
基于这些合金的阳极跟石墨阳极相比，可能具有显著的优势，包括成本更低，还有可能提升电池容量。
尽管存在潜在优势，但截至目前，微型合金阳极已被证实不如石墨阳极可靠。其中一个原因是它们往往导致容量迅速衰减和库仑效率低，特别是与基于碳酸盐的电解质结合时。
过去的研究发现，在电池循环过程中于阳极形成的保护层，即固体电解质中间相（SEI），与合金的结合过于牢固。
这可能致使 SEI 和合金上产生结构裂缝，电解质能够通过这些裂缝渗透，从而在电池充电和放电时形成新的 SEI 层。
截至目前，在具有微米级合金阳极的电池中所观察到的这种快速降解现象，限制了它们的广泛应用和商业化进程。
在发表于《自然能源》的一篇论文中，来自马里兰大学和罗德岛大学的研究人员介绍了一种新的不对称电解质，其能够提升具有微米级合金阳极的锂离子电池的性能。
“使用纳米级合金阳极可以提升电池的循环寿命，但也会缩短电池日历寿命并增加制造成本，”艾敏·李、泽伊·王及其同事在他们的论文中写道。
“通过开发不对称电解质（无溶剂离子液体和分子溶剂）以形成富含 LiF 的无机 SEI，我们显著提高了微米级 Si、Al、Sn 和 Bi 阳极的循环性能，让 90 毫安时的 μSiLiNi0.8Mn0.1Co0.1O2电池和 70 毫安时的 Li3.75SiSPAN 软包电池（面容量为 4.5 毫安时厘米−2；N/P 为 1.4）实现了超过 400 次循环，容量保持率超过 85%。”
研究人员设计并合成了一种新的电解质，与微米级合金阳极和高能阴极结合使用时，性能表现良好。这种电解质基于 N-甲基-N（2-甲氧基乙氧基）甲基吡咯烷六氟磷酸盐，简称为 NMEP。
“非对称电解质设计形成了富含 LiF 的界面相，使高容量阳极和高能阴极能够实现长循环寿命，并为高能锂离子电池提供了通用解决方案，”李、王和他们的同事写道：
为了评估他们的电解质的性能潜力，该团队在大型 LiB 软包电池中对其进行了测试。
他们的发现非常有前景，因为这些电池在 200 次循环中达到了高于 140 mAh g-1的容量，在 400 次操作循环后容量保持率超过 85%。
研究人员新引入的非对称设计增强了 LiB 的关键成分 LiPF6盐与还原电位低的二甲醚（DME）之间的相容性，能够在微米级合金阳极上可靠地形成 LiF 界面。
未来，它能够在阳极和阴极成分各异的更广泛的电池上接受测试，或许能为下一代电池解决方案的发展贡献力量。