金属锂负极具有最高的比容量和最低的氧化还原电位，被认为是高能量密度电池的最终选择。然而，金属锂会与电解液反应，消耗了电池的可逆容量。且其循环过程中产生的锂枝晶会加速锂和电解液的消耗，最终导致电池失效和安全问题。电解液分解形成的固体电解质界面可以抑制电解液和锂负极的反应及锂枝晶的生长。相比于有机物固体电解质，无机物固体电解质更能有效抑制副反应及锂枝晶的生成。电解液工程能调控固体电解质界面成分，因而对于开发高性能锂金属电池至关重要。

近日，美国马里兰大学王春生教授课题组的武敏博士合成了两种还原电位显著差异的共溶剂甲基双（氟磺酰基）亚胺（MFSI）和 3,3,4,4-四氟四氢呋喃（TFF）, 并研究了它们作为共溶剂在锂金属电池中的作用。MFSI是阴离子 FSI^- 类似物，并具有 2.5 V 的高还原电位，高于阴离子FSI-。而环状氟醚TFF的还原电位较低，为 0.57 V vs. Li⁺/Li，明显低于盐阴离子 FSI^-。TFF基的电解液的固态电解质主要来源于阴离子FSI的分解，而MFSI基的固态电解质主要由MFSI和阴离子FSI^-共同决定。

TFF 基电解液在标准锂铜电池 (0. 5 毫安每平方厘米，1毫安时每平方厘米) 中除首圈外的前 200 次循环的平均 库伦效率为 99.41%，这远高于MFSI 基电解液的 98.62%。同时相比于单一氟醚FDMB基电解液，TFF基也显示出更优异的锂负极效率和 “无负极” 铜NMC811全电池性能。值得一提的是TFF和FDMB合成于相同的前驱体，但TFF合成路径更简易且有更高的产率。 

X 射线光电子能谱显示TFF 基电解液的高锂库伦效率源于阴离子还原形成的无机物固态电解质界面。循环后的电解液质谱表明，无机固态电解质界面在TFF 电解液中的溶解度远低于在标准稀溶液电解质中的溶解度。此外，发现来自 FSI^- 阴离子的初始分解产物 Li(FSO₂NSO₂Li) 可以部分溶解于电解液中，并与醚溶剂反应形成更易溶的 Li(FSO₂NSO₃CH₃) 和 Li(FSO₂NSO₃CH₂CH₂OCH₃)，破坏了固态电解质界面，从而降低电池性能。而在TFF基电解液中，Li(FSO₂NSO₂Li) 几乎不溶，因此能更有效地钝化 Li 负极并实现高 CE。这些关键发现为 LMB 电解质溶剂和助溶剂的合理设计提供了新的见解。