電解液中的陰離子化學性質在很大程度上決定了陰極和陽極表面鈍化層的性質和質量。當涉及高活性鋰金屬陽極和侵蝕性高鎳陰極時，這一點將更為重要。

圖1.?鋰金屬在不同電解液中的電化學穩定性

德克薩斯大學奧斯汀分校Arumugam Manthiram等研究了含有一種或兩種鋰鹽的四種局部高濃度電解液（LHCE）對超高鎳陰極-LiNi_0.95Co_0.02Mn_0.015Al_0.01Mg_0.005O₂（NCMAM）和鋰金屬陽極（LMA）的界面化學性質的影響。

結果表明，TFSI-陰離子和FSI-陰離子之間的競爭反應性會導致FSI-陰離子的反應速度變慢。隨后，FIS?陰離子的分解動力學和電極-電解質界面的化學性質得到了有效的調節。通過兩種陰離子之間的這種競爭反應，雙陰離子LHCE比單陰離子LHCE對鋰金屬具有更好的兼容性，可獲得具有均勻、緊湊、無枝晶的鋰沉積形態。

圖2.?Li||NCMAM在不同電解液中的電化學性能

雙陰離子效應也有利于侵蝕性超高鎳陰極NCMAM產生薄而堅固的CEI層，分解產物（尤其是富含F的無機成分）分布更加均勻。因此，與單陰離子LHCE相比，雙陰離子LHCE具有優異的電化學穩定性。

實驗證明，所提出的雙陰離子LHCE對鋰金屬具有極佳的電化學相容性，并能在4.4和4.6 V電壓下長期穩定地循環。這項工作強調了雙陰離子LHCE在開發高能量密度鋰金屬電池方面的潛力。

圖3.?循環后NCMAM的TOF-SIMS表征

Long-Life Lithium-Metal Batteries with an Ultra-High-Nickel Cathode and Electrolytes with Bi-Anion Activity. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202309591