LiPF₆作為電解質的主要鋰鹽，因其在有機溶劑中的高溶解度、良好的電化學穩定性和高離子電導率等性能而廣泛應用于商業可充電鋰離子電池。然而，它具有一些不良特性，例如高濕度敏感性、熱不穩定性和高成本等限制了其實際應用。

在此，武漢大學曹余良團隊提出了一種電子供體調節（EDM）規則，用于開發低成本、可持續和電化學兼容的LiNO₃基電解質。作者采用給電子能力強的高供體數溶劑（HDNSs）來溶解LiNO₃，而使用給電子能力弱的低供體數溶劑（LDNSs）來調節溶劑化結構，從而穩定電解質。

該工作設計了LiNO₃-DMSO@PC 電解質，其中 DMSO 作為HDNS，PC作為LDNS。該電解質與石墨負極以及 LiFePO₄ 和 LiCoO₂ 正極具有優異的電化學兼容性，可穩定循環超過 200 次。此外，通過光譜分析和理論計算，揭示了這些電解質穩定的潛在機制。

圖1. LiNO₃ 在不同溶劑中的溶解行為

總之，該工作首次提出了電子供體調節（EDM）規則，以闡明非水系 LiNO₃基電解質的形成機制和穩定性原理。在該規則中，強給電子能力的 HDNS 溶解LiNO₃，而弱給電子能力的 LDNS 調節 AI-ISC 結構，使更多的NO₃^–陰離子進入 Li⁺的溶劑化殼層，從而穩定電解質。所制備的 LiNO₃-DMSO@PC 電解質使石墨和鋰金屬負極具有顯著的長循環性能，并且與商用 LiFePO₄和 LiCoO₂正極具有良好的相容性。

此外，PC的添加通過將Li⁺的AI-ISC結構 從AGGs 轉變為CIPs 并提高LUMO 能級，從而改善溶劑的還原耐受性。因此，EDM 規則可用于將 LiNO₃-HDNS@LDNS 電解質擴展到其他溶劑，為設計低成本、先進的多功能應用電解質提供了新視角。

圖2. 電池性能

LiNO3-Based Electrolytes via Electron-Donation Modulation for Sustainable Nonaqueous Lithium Rechargeable Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2024 DOI: 10.1002/anie.202316966