锂金属电池因其高能量密度成为下一代储能技术领域的研究热点。高电压锂金属电池的循环寿命高度依赖于电解液在负极和正极两侧的稳定性。通过提高盐和溶剂的摩尔比，如设计高浓度（HCE）或局部高浓电解液（LHCE），可以增强电极/电解液界面稳定性，但这种运用锂离子（Li⁺）和溶剂配位的方法受制于盐溶解度的制约。

基于此，浙江大学范修林团队提出了一种双锚定策略，通过原子间的定向相互作用调控溶剂分子的溶剂化位点。这种非离子配位的方法突破了传统离子配位方法固有的溶解度限制，显著增强了电解液对锂金属负极和高电压正极的兼容性，实现了高电压锂金属电池的长期稳定循环。

作为策略的验证，作者以二甘醇二甲醚（G2）作为基础溶剂进行研究。与单甘醇二甲醚（G1，即DME）相比，G2含有更多的醚氧原子，其溶剂化位点的调控更具灵活性。通过引入特定的锚定剂1,1,1,3,3-五氟丁烷（PFB）与1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚（TTE），来调控G2的溶剂化位点。具体而言，具有高负电性氟原子的PFB利用F^δ--H^δ+相互作用拉伸G2的分子链，使更多的Li⁺-G2构型从三齿配位转变为双齿配位，为阴离子进入Li⁺溶剂化壳提供了更多空间，有利于阴离子衍生SEI的形成；而具有高正电性氢原子的TTE通过H^δ+-O^δ-相互作用锚定G2中未被Li⁺配位的自由氧位点，从而增强了G2的抗氧化稳定性。结果标明，使用双锚定策略设计的G2-PFB-TTE（GPT）电解液在负极和正极侧的稳定性都得到了显著提升。GPT电解液中锂金属负极的沉积/剥离库伦效率达到99.76%，氧化电位从4.65 V提升到4.92 V。此外，采用GPT电解液装配的30-µm-Li||2.0-mAh cm^-2 LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）电池在4.4 V下和4.5 V下循环寿命分别达到834次及350次。无锂负极Cu||LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（NCM523）软包电池（200 mAh）实现100次循环。

该研究展示了一种通过定向原子锚定效应实现非离子溶剂化调控的新策略，为开发适用于高电压锂金属电池的醚类电解质提供了参考。

Regulating Solvating Sites for Stable High-Voltage Lithium Metal Batteries

Zeyuan Liu, Shuoqing Zhang, Haikuo Zhang, Baochen Ma, Haotian Zhu, Tao Zhou, Long Li, Xuezhang Xiao, Ruhong Li, Lixin Chen, Tao Deng, Xiulin Fan

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202506395