第一，鋰離子在工作發(fā)生電解的時(shí)候，電解液所含的物質(zhì)主要是酯類溶劑，它的反應(yīng)活性比較高，很容易被分解，所以用在鋰電池中穩(wěn)定性較差；但是另外一種物質(zhì)醚類溶劑，它的穩(wěn)定性相對(duì)較好，同時(shí)還能抑制金屬鋰枝晶的生長(zhǎng)。所以我們可以看出鋰電池中的酯類溶劑在反應(yīng)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生更多的副作用，使得電池的循環(huán)次數(shù)大大降低，壽命也會(huì)因此也減少。

 

第二，我們知道金屬鋰的性能非常的活潑，還原性也較強(qiáng)，它在沉積的過(guò)程中存在的一種致密度就顯得非常重要，這種物質(zhì)可以很好的減少金屬鋰與電解液的一些接觸面積，同時(shí)也能夠避開一些副作用的發(fā)生，從而促進(jìn)循環(huán)壽命的增長(zhǎng)。

另外，如果要使得金屬鋰電池有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，以及循環(huán)壽命得到更好的增長(zhǎng)，還可以改善電解液內(nèi)物質(zhì)的構(gòu)成比例，穩(wěn)定性能較強(qiáng)的物質(zhì)比例可以有所上浮，從而改善電池的密度等性能。

總而言之，想要提高金屬鋰電池的循環(huán)壽命，不僅僅需要改善電解液里面高濃度的醚類溶劑；還要改善金屬鋰本身的一些沉積特性。所以，為了使得循環(huán)壽命更久，續(xù)航里程更長(zhǎng)，金屬鋰電池還是很有必要卷土重來(lái)的。

 

鋰離子電池中電解液為酯類溶劑體系，反應(yīng)活性比較高，因此不適合金屬鋰電池，而醚類溶劑則相對(duì)比較穩(wěn)定，研究表明醚類電解液能夠很好的抑制金屬鋰枝晶的生長(zhǎng)。除了溶劑體系外，鋰鹽的選擇也對(duì)金屬鋰負(fù)極的性能有著顯著的影響，例如高濃度的LiFSI能夠顯著的提升鋰金屬電池的庫(kù)倫效率。

 

下圖為幾種醚類電解液和常規(guī)的碳酸酯類電解液電導(dǎo)率與溫度之間的關(guān)系曲線，從圖中能夠注意到醚類電解液的低溫電導(dǎo)率要明顯低于碳酸酯類電解液，同時(shí)我們還注意到兩種不同濃度的LiFSI電解液的電導(dǎo)率曲線上有一個(gè)突變點(diǎn)，這主要是因?yàn)樵跍囟冉档偷倪^(guò)程中LiFSI沉淀析出導(dǎo)致的，但是如果我們?cè)陔娊庖禾砑覮iTFSI后就能夠有效的抑制LiFSI的沉淀現(xiàn)象。

 

下圖為采用三種不同電解液的Li/Cu半電池的循環(huán)性能曲線（0.5mA/cm2，0.5mAh/cm2），從圖中我們能夠看到金屬鋰負(fù)極在碳酸酯類電解液中非常不穩(wěn)定，首次效率僅為54.7%，經(jīng)過(guò)85次循環(huán)后庫(kù)倫效率才逐漸提高到80%，表明金屬鋰在碳酸酯類電解液中穩(wěn)定較差，副反應(yīng)較多從而嚴(yán)重影響金屬鋰負(fù)極的循環(huán)性能。而在醚類電解液中金屬鋰負(fù)極的穩(wěn)定性則要好的多，不僅首次效率顯著提高，在隨后的循環(huán)中電池的充放電庫(kù)倫效率也很快達(dá)到了98.2%（SSEE電解液）和97.9%（BSEE電解液）并穩(wěn)定循環(huán)了200次。

 

由于金屬鋰是一種非?；顫姷慕饘伲哂蟹浅?qiáng)的還原能力，因此金屬鋰在沉積過(guò)程中的致密度就非常關(guān)鍵，更加致密的結(jié)構(gòu)能夠有效的減少金屬鋰與電解液之間的接觸面積，減少副反應(yīng)的發(fā)生，對(duì)于提升庫(kù)倫效率和循環(huán)壽命都有積極的影響。下圖為金屬鋰在幾種不同電解液中的沉積的表面形貌，從下圖a中能夠看到在碳酸酯類電解液中沉積的金屬鋰存在大量的枝晶，金屬鋰呈現(xiàn)非常疏松的堆積狀態(tài)，而采用高濃度醚類電解液的金屬鋰顆粒比較大，沉積層也更加致密。對(duì)沉積層的截面觀測(cè)能夠發(fā)現(xiàn)，在碳酸酯類電解液中沉積的金屬鋰層中存在大量的孔隙（下圖d），而在SSEE電解液中，金屬鋰沉積層主要由大顆粒的金屬鋰組成，并且沉積層中的孔隙也顯著減少（下圖e），而在采用雙鋰鹽的BSEE電解液中，金屬鋰沉積層的結(jié)構(gòu)被進(jìn)一步優(yōu)化，金屬鋰沉積層中沒有見到明顯的孔隙。這表明高濃度的醚類電解液能夠有效的抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，而采用雙鋰鹽醚類電解液則能夠進(jìn)一步改善金屬鋰沉積層的結(jié)構(gòu)。