近日，东南大学能源与环境学院、东南大学新一代储能中心吴宇平教授“三尺储能”研究团队联合德国卡尔斯鲁厄理工学院Stefano Passerini教授团队，以“可充电‘后锂’金属电池的共溶剂策略”（Co-solvent strategyfor rechargeable post-lithium metal batteries）为题在国际权威期刊《自然综述：化学》（Nature Reviews Chemistry影响因子38.1）发表综述论文。
随着全球对锂资源依赖的加剧，锂离子电池面临成本上升与资源分布不均的挑战。锂在地壳中的稀缺性（仅20 ppm）促使学界探索以钠、钾、镁、钙、锌、铝等地壳丰度更高的金属元素为载体的“后锂”电池技术。然而，这些金属负极在电解液中存在反应动力学缓慢、不可逆沉积、枝晶生长和副反应等问题，严重制约其实际应用。电解液设计成为突破瓶颈的关键，其中共溶剂策略通过调控溶剂化结构与界面反应，成为提升金属负极可逆性与反应动力学的重要途径。
该文以电解液中共溶剂与主溶剂对金属阳离子的配位能力差异为线索，对“后锂”金属电池的电解液共溶剂研究进行了梳理和归纳（图），发现共溶剂与金属阳离子的配位能力可作为筛选相应电池电解液中共溶剂的重要依据。这一规律源于共溶剂对溶剂化结构、脱溶剂化过程及固体电解质界面相的调控作用。例如，非水钠、钾和铝金属电池电解液需采用对金属阳离子弱溶剂化或非溶剂化的共溶剂，以保持有机阳离子与阴离子的相互作用；而非水镁和钙金属电池电解液则需采用强溶剂化共溶剂，以减弱金属阳离子与阴离子的相互作用。此外，该文强调需要关注电解液中非溶剂化组分间的相互作用以及电解液-金属负极化学副反应，并呼吁开发不含多氟/全氟烷基化合物的环保型电解液，以进一步推动高性能、可持续“后锂”金属电池的发展。
东南大学为论文第一通讯单位，吴宇平和Stefano Passerini为通讯作者，东南大学刘旭副研究员和卡尔斯鲁厄理工学院董旭博士为共同第一作者。该论文得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省重点研发计划、东南大学新进教师启动经费等项目以及东南大学大数据计算中心的资助与支持。
据悉，东南大学“三尺储能”研究团队由国家杰出青年基金获得者、国家重点研发计划项目首席、东南大学新一代储能中心执行主任吴宇平牵头组建。团队现有10位教师，其中国家级人才1人，国家级青年人才7人。主要研究方向包括锂/钠/钾离子电池、高能量密度锂金属电池和锂硫电池、高安全水系金属离子电池以及高功率密度混合电容器等。团队紧紧围绕高性能电化学储能材料及器件的研究，助力“碳达峰、碳中和”。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41570-025-00714-6
供稿：能源与环境学院
