近日，东南大学能源与环境学院吴宇平教授“三尺储能”研究团队以“A thioether additive as interfacial regulator for ultra-stable lithium metal batteries”为题在国际权威期刊《National Science Review》（影响因子17.1）上发表研究型论文。吴宇平教授、青年教师汪涛副研究员为本论文的通讯作者，东南大学能源与环境学院22级博士研究生熊小松为论文第一作者。
图1 添加剂电解液组分与锂金属负极界面调控作用示意图
图2 实用化软包电池示意图、实物图及相应的循环性能
高能量密度锂金属电池对于绿色能源发展和能源结构转型至关重要，是下一代储能技术的研究热点。然而，锂金属负极在应用过程中面临严峻挑战，特别是在具有高氧化窗口的传统酯类电解液中，不稳定的电极界面会导致快速的容量衰减和不可控锂枝晶生长等问题，严重限制了其实际性能。通过电解液改性来调控界面无机成分，以增强脆弱的固体电解质界面（SEI），是解决上述问题的根本途径。在各种策略中，开发高效的电解液添加剂因其经济性和实用性而被视为最优选择。
本研究开创性地提出一种新型硫醚类电解液添加剂（环状硫醚化合物1,3-二噻烷）。该添加剂通过三重协同机制重构电极界面：
（1）添加剂分子中2-亚甲基的高酸性氢与烷基锂反应生成关键中间体2-锂-1,3-二噻烷，该物质能抑制SEI中有机组分生成，在锂表面分解形成富硫界面，实现将不稳定有机物转化为含硫无机物；同时作为极性反转组分，该中间体显著提升碳酸酯溶剂的抗亲核攻击能力。
（2）该添加剂凭借动力学方面的界面优先吸附和热力学上的优先氧化还原特性，在电极表面优先形成高稳定、高动力学界面。该界面同时促进PF6⁻阴离子参与成膜，协同构建具有高离子电导的富无机界面。
（3）添加剂硫含量达53.5%（常规含硫添加剂近2倍），实现低浓度添加下的界面持续调控，为含硫添加剂开发开辟新空间。
使用经该添加剂改性的电解液，Li||LiFePO4全电池在1C倍率下循环3300次后容量保持率达83.6%，实验室自制的实用型安时级软包电池循环寿命提升10倍，150次循环容量保持率93.1%。该成果在准商业化条件下实现了锂金属电池长循环突破，提供了一种构建稳定富无机界面的低成本普适策略，不仅推动实用化锂金属电池发展，更开拓了硫醚类添加剂的新研发维度。
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和东南大学高层次人才启动经费等项目的资助。
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吴宇平教授牵头组建，团队秉承东南大学“以科学名世、以人才报国”的理念，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://doi.org/10.1093/nsr/nwaf259