长期以来，锂金属电池因其极高的理论能量密度而被视为下一代储能技术的“圣杯”，但其商业化进程始终被两大难题牢牢束缚：一是传统醚类电解液与高压正极材料不匹配，充电过程中溶剂和阴离子为容纳正极脱出的锂离子而发生脱溶剂化，加剧了氧化分解；二是锂负极在循环过程中易形成枝晶、产生“死锂”，且电解液组分的持续消耗会改变溶剂化结构，导致氧化还原稳定性恶化。尽管基于醚类溶剂的局部高浓度电解液（LHCE）在锂||铜半电池中展现了较高的锂可逆效率（>99.4%），但在实际全电池工况下，不同体系性能差异巨大，强电场引发的界面寄生反应严重损害了LHCE的耐久性。如何在高压、贫电解液的实际条件下，同时兼顾正极稳定性和负极可逆性，成为领域内公认的重大挑战。
针对上述瓶颈，南京大学周豪慎教授领衔的研究团队提出了一种“单相梯度溶剂化电解液”（Gradient Solvation Electrolyte, GSE）的创新策略。该电解液通过引入一种电场响应的“靶向配体反溶剂”（TLAS），在静态下几乎不参与锂离子配位，但在高电压全电池的强电场下，其取向和分布发生显著变化，于正极表面激活配位能力，从而绕过了传统体系中溶剂和阴离子必须脱溶剂化而引发的氧化分解路径。基于这一设计，团队成功开发出能量密度达450 Wh/kg且循环超过750次的锂金属软包电池，更将能量密度推高至605 Wh/kg，并在150次循环后仍保持96%的容量保有率。相关论文以“Single-phase gradient-solvation-electrolyte-stabilized Li metal batteries”为题，发表在Nature上，为高比能金属离子电池的电解液工程开辟了全新方向。
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