锂金属电池（LMBs）在高截止电压下运行可实现超过500 Wh·kg^-1的能量密度，但是传统的电解液不能承受极端的氧化还原电位而发生严重的分解，或与锂金属兼容性差造成锂离子在锂金属表面的沉积不均匀形成锂枝晶，最终导致电池失效。

最近，中国科学院长春应用化学研究所的明军团队设计了一款常规浓度下的弱溶剂化电解液，溶剂为新型无氟醚氧基改性的丙二醇甲基醚醋酸酯（PMA）。高空间位阻的PMA溶剂削弱了锂离子配位能力，双盐的使用引入进一步调控锂离子的溶剂化结构，促使更多接触离子对（CIPs）的形成，提高了电解液与正负极界面的兼容性。PMA基电解液的Li||LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ (NCM811)电池在4.5 V的高压下稳定工作100多个循环，即使在60°C的高温下也能持90.1%的高容量保持率。此外，提出了分子界面模型阐明分子水平的相互作用和界面行为，突出PMA溶剂和电解液的优势，为今后高压LMB电解液的研究提供了一个有价值的框架。

该研究介绍的PMA分子作为一种新型的非水溶剂，源于2-甲氧基乙酸乙酯（EMA）的分子的异构体碳酸二乙酯（DEC），即通过将DEC分子框架内的 -CH₂-O- 基团重新定位到另一侧，随后在3号碳上引入-CH₃形成。PMA分子这种结构可以与金属锂兼容，同时保持了电解液在高电压下对阴极的高氧化稳定性，也确保了锂盐的良好溶解度，并通过浸泡锂片、静电势计算、不同盐/溶剂的电解液配制得到进一步支持。

作者利用电化学性能测试，证明PMA基电解液在双盐进一步调节下优异的高压稳定性和高温稳定性；利用光谱表征和理论计算阐明其形成了弱溶剂化结构和更多的CIPs；构建了分子界面模型，从分子角度详细阐述PMA基电解液的在正负极界面稳定的原因；并通过正负极界面表征，如阻抗测试、扫描电子显微镜、飞行时间二次离子质谱、X射线光电子能谱进一步证明其与正负极界面的兼容性。

Ether-Oxygen Groups Modified Carboxylic Ester Enabling High-Voltage Lithium Metal Batteries

Shuang Li, Dr. Hongliang Xie, Prof. Pushpendra Kumar, Yinghua Chen, Jia Wang, Akang Huang, Dr. Wandi Wahyudi, Prof. Hui Zhu, Prof. Jiao Yin, Dr. Qian Li, Dr. Zheng Ma, Prof. Jun Ming

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202504490