面向高能量密度的锂金属电池

锂金属因其极高的理论比容量（3860 mAh/g）与最低电化学电位，被广泛认为是下一代高能量密度电池的理想负极材料。然而，在液态电解质体系中直接应用锂金属负极，一直受限于其电化学稳定性差、枝晶生长严重、循环寿命短等问题。为实现其真正应用，核心难点之一在于负极/电解质界面的调控策略。

一、锂金属电池的结构挑战与传统应对路径

在传统锂离子电池中，石墨负极提供稳定的锂嵌入/脱出平台，虽然循环寿命优秀，但比容量仅为372 mAh/g，限制了系统的能量密度。相比之下，采用金属锂负极能够理论上提升能量密度一个数量级。

然而，这一替代方案面临三个主要问题：

不稳定的界面反应：金属锂极易与电解液发生副反应，形成不均匀的界面膜（SEI），导致活性锂损耗；

锂枝晶生长：非均匀沉积诱发针状结构穿透隔膜，存在短路风险；

低库仑效率与容量衰减：界面不断破碎重建，锂资源持续消耗。

为应对这些问题，固态电解质曾被认为是优选路径，因其物理硬度可抑制枝晶生长，并可避免传统有机电解液带来的副反应。然而，固态体系面临界面接触、电导率不足和制造难度等挑战，仍未广泛落地。

在液态体系中，工程上普遍采用高浓度电解液、界面调控添加剂等方法缓解问题，部分技术已实现量产。然而，这类方法依赖复杂的添加剂体系，调控耦合性强，设计自由度低，难以系统优化。

二、电解质界面与离子传输的“解耦”方案

传统电解质设计中，离子传输与界面保护性能高度耦合。在优化锂离子迁移能力的同时，往往牺牲界面稳定性，或反之。该研究引入一种“液-液分散体系”的思路，通过相分离结构，将离子传输介质与界面生成机制进行功能分工，实