由于Li的强还原能力，Li/有机电解液界面的热力学不稳定性，Li的电极电位远离有机电解液的电化学窗口，导致电解液的还原分解和低的库仑效率。在某些情况下，还原产物沉积在锂表面，形成固体电解质界面（SEI）。理想的SEI被认为能够导锂离子而且是电子绝缘层。SEI通常被认为是影响CE的主要因素，其能够抑制电解液分解，提高库仑效率。

为了使SEI的效果最大化，在过去的几十年里，人们设计了多种电解液。首先，有机碳酸酯(例如碳酸丙烯(PC)和碳酸乙烯(EC))被用作溶剂来形成SEI，但得到的库伦效率(<90%)远远低于要求(>99.9%)。其次，开发了醚基电解液(例如四氢呋喃(THF)和1,2-二甲氧基乙烷(DME))，它们表现出较高的还原稳定性，减少了它们的电位窗口和Li电位之间的差距，导致较高的库仑效率。最先进的电解液设计更多地关注SEI的稳定性，例如高浓度电解液、局部高浓度电解液和弱溶剂化电解液，它们通常采用LiFSI盐，通过LiFSI的优先还原分解形成富含LiF的无机SEI，从而获得高的电化学/机械稳定性和≥99%的高库仑效率。然而，即使存在富含LiF的SEI,库伦效率(90-99%)也有相当大的变化，仅凭SEI形貌和化学组成不能解释库仑效率的不一致性，说明还取决于体相电解液。因此，需要探索可能影响库仑效率的其他关键因素。

本研究中，作者提出了电极电位能够影响锂金属负极的可逆性。锂金属的热力学电极电位(E_Li)对锂电镀/剥离的库仑效率有很大影响，具有高E_Li的电解液削弱了Li金属的还原能力，使电解液的还原分解最小化，从而导致高库仑效率。E_Li与电解液中Li⁺(μLi⁺)的化学势直接相关。因此，可以通过调节μLi⁺来控制反映锂还原能力的E_Li。如果提高E_Li，以减小锂金属距离电解液还原电位窗口的间隙，就可以减少电解液分解，这将大大提高Li负极的库仑效率。

文章链接：10.1038/s41560-022-01144-0

（戴朋朋）