高浓度电解质的开发是电池技术的一个重要突破，通过简单地增加电解质浓度，可以成功构建高电压水系锂离子电池。然而，从构建高能量密度的实际电池的角度来看，高电压稳定性是匹配高工作电压和高容量正极材料的首要任务。

在此，筑波大学Eunjoo Yoo团队通过调控溶剂的构象异构性打破了电解质溶解度极限并构建了一种超浓缩电解质，其溶剂对盐的摩尔比达到了最低的0.70。该电解质完全由阴离子介导的溶剂化结构组成，促进了稳定正极电解质界面（CEI）的形成。

结果显示，该电解质使得4.9 V LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极能够稳定循环，并且在4.8 V的截止电压下，经过1000个循环后，仍能保持151.2 mAh g−1的高容量。此外，该电解质在提高到4.9 V的截止电压，100个循环后仍具有77.9%的高容量保持率。

图1. 浓缩电解液的溶剂结构分析

总之，该工作通过调控溶剂的构象异构性，提出了一种打破溶解度极限并构建超浓缩电解质。结果显示，该电解质实现了完全由阴离子介导的溶剂化结构，并显著提高了氧化稳定性。该种完全由阴离子介导的电解质产生了以LiF为主导的稳定CEI，有效抑制了高电压下电解质在NCM811表面和过渡金属溶解的催化分解。

基于此，该电解质即使在4.9 V的高电压下仍具有优异的电池性能。因此，该工作为开发在严苛条件下工作的更实用电解质提供了一条新途径。

图2. Li||NCM811电池的电化学性能

Conformational isomerism breaks the electrolyte solubility limit and stabilizes 4.9 V Ni-rich layered cathodes,Nature Communications2024 DOI: 10.1038/s41467-024-53570-1