随着新能源汽车技术和动力电池系统应用的日益成熟，商用的锂离子电池达到了能量密度的极限，高比能电池已经成为当前研究的热点，人们对其不断提出更高的性能要求^[1-4]。具有超高理论能量密度的硅基材料被认为是缓解电动汽车行业里程焦虑的新一代负极材料，预示着未来几年将是硅基负极锂离子电池产业化应用的黄金时期。硅基负极醚类电解液体系近年来在电动汽车和储能领域展示出了巨大的潜力，主要体现在以下方面：（1）高能量密度，醚类电解液与硅基负极兼容性好，能有效缓解硅在充放电过程中的体积膨胀问题，显著提升电池循环稳定性能及电池能量密度，延长电动汽车续航里程。（2）快充性能，醚类电解液能降低电池内阻，减少快充时的热量积累，提升安全性，同时具有较高的离子电导率，支持快速充放电，适合电动汽车的快充需求。（3）安全性，醚类电解液热稳定性好，能降低热失控风险，适合电动汽车和储能系统的高安全性要求。（4）成本效益，随着技术进步，硅基负极和醚类电解液的生产成本有望进一步下降，推动其在电动汽车和储能领域的普及。（5）环境友好，硅基负极和醚类电解液的材料可回收，减少环境污染。

硅材料作为业界公认的最有前景的锂离子电池负极材料，其理论比容量高达4 200 mA·h /g，具有较低的脱嵌锂电势（约为0.3～0.4 V vs Li/Li⁺），同时硅材料来源丰富且安全环保。这些优点都是新一代高性能锂离子电池负极材料的必要条件^[5-7]。然而，硅在脱/嵌锂过程中会反复收缩膨胀（体积变化率约为300%～400%），致使负极材料粉化、脱落，进而失去电接触，造成负极材料失活；其次，循环过程中不断的体积变化会对其表面固体电解质界面层造成持续破坏，因此难以形成稳定的固体电解质中间相膜，这导致大量活性锂和电解液的消耗，最终导致容量快速衰减^[8-9]。

电解液改性是目前可行的方案。然而，硅基负极电解液目前仍存在一些亟待攻克的问题^[10-11]。主要包括：（1）硅材料体积膨胀与收缩，这种体积变化会导致硅颗粒的粉化，使硅颗粒与导电剂之间的电接触变差，进而导致电池的循环性能衰减。此外，体积膨胀还会使硅表面形成的固体电解质层（solid electrolyte interface, SEI）不断破裂与重生，这个过程会大量消耗活性锂和电解液，从而加速电池的容量衰减与老化；（2）SEI膜的不稳定性，硅颗粒表面形成的SEI膜在电池充放电过程中容易破裂和重新生长，这会导致电解液的持续消耗和电池库仑效率的降低。SEI膜的破裂和重新生长是一个不可逆的过程，会消耗部分锂离子，从而降低电池的实际容量；（3）电解液用量问题以及电解液添加剂的选择与优化，电解液不足会导致离子传输受阻，限制电池在短时间内放电或充电的速率，同时还会降低电池的能量密度和循环寿命。而电解液过量则会增加电池的内阻，影响能量密度和循环寿命，并可能增加电池的自放电率^[12-15]。

因此，本文主要关注如何形成稳定界面的醚类电解液，系统地综述了新型醚类电解液组分的特点，在硅基负极锂离子电池中的作用及其作用机制的研究进展。

硅基负极电池电解液性能差的一个最大原因是传统的酯类电解液不能够制造一个稳定的界面^[16]。目前商用的碳酸乙烯基电解质与硅基材料的相容性较差，硅基材料在首次嵌锂脱锂的过程中会造成电解液的大量消耗，使得首次库仑效率低于90.0%，溶剂分子的分解在盐浓度为1.0 mol/L时开始，导致大量机械弱有机产物的产生，这一现象导致电解质持续渗透，并积累了厚厚的SEI，造成电极粉碎和界面不稳定。因此这就要求电解质通过形成稳固的SEI来适应硅材料。近些年来，基于醚类的电解质可以减少界面副反应，并促进由锂盐阴离子衍生的富含氟化锂（lithium fluoride, LiF）的SEI层的形成，该层可以适应严重的Si体积变化，从而实现稳定的电化学性能^[17]。毫无疑问，醚基电解质有望在下一代硅基锂离子电池中发挥重要作用。醚类电解液相对酯类的优势见图1。有研究表明^[18]，富含无机物的SEI可以稳定高容量的硅基负极，大大提高了循环稳定性，这是因为富含无机物的SEI在与高容量负极接触时具有较高的界面能，并且具有较高的氧化还原稳定性，这使得富无机物SEI即使在充电或放电过程中出现了负极裂纹，也能承受一定的应力和损伤，有效抑制电解液分解和缓解锂离子的脱溶剂障碍，增强电化学动力学。除此之外，有研究者在此基础上提出了富含聚合物SEI的观点，与高含量无机物SEI不同，聚合物SEI通常具有多层结构^[19]，其中内层可能富含无机成分（如氧化锂、氟化锂等），而外层则主要由有机聚合物组成。聚合物SEI可作为硅与电解液之间的屏障，能够阻止电解液与硅的直接接触，从而减缓电解液的分解。它还能够提供锂离子传输的通道，确保电池的正常充放电过程。此外，聚合物SEI的柔韧性和自愈性有助于适应硅基负极的体积变化，从而提高电池的安全性和循环稳定性。由于碳酸盐类溶剂的还原产物主要是有机物，而一些新型电解液还原形成的SEI主要由无机物和聚合物组成，且锂离子电池硅基负极的电解质设计侧重形成稳固界面，醚类溶剂主导的电解液体系所形成的SEI主要以无机物或聚合物为主，与硅基负极具有较好的兼容性，同时也保持着优异的电化学性能^[20]。

图 1

图 1 醚类电解液的优势[21] Fig. 1 Advantages of ether electrolyte[21]

醚类溶剂能够在硅基电池中广受欢迎，取决于醚类电解液在硅材料上独特的界面形成机制。常见的醚基溶剂有乙二醇二甲醚（ethylene glycol dimethyl ether, DME）、1,3−二氧戊环（1,3-dioxanepentane, DOL）、二乙二醇二甲醚（diethylene glycol dimethyl ether, DEE）、四乙二醇二甲醚（tetraethylene glycol dimethyl ether, TEGDME）和四氢呋喃（tetrahydrofuran, THF）等^[22]，其中二甲醚最具代表性对于硅基负极表面的还原过程，二甲醚分子将分裂成单独的自由基和阳离子，最终产物可能包括烷基锂、醛、羧酸、氧分子（oxygen molecules, O₂）、碳氧分子（carbon and oxygen molecules, CO₂）和含有酯和醚基的聚合物/低聚物链。在负极表面的还原过程中，电子会攻击亲电子中心，如醚溶剂的碳原子，导致化学键断裂。在断键过程中产生的高活性自由基可能进一步诱导类聚合物的聚合。在实际情况中，电解质中的界面反应本质上是复杂的，通常与温度、电极材料类型和电势等因素密切相关。醚、锂盐和添加剂的氧化和还原产物可以进一步相互反应，醚类电解液体系中锂盐和添加剂也要适配才能得到理想的硅基负极SEI。

作为醚类电解液体系的锂盐，锂盐首先应当满足的要求是能溶解在溶剂中并且不能使溶剂聚合。理想的锂盐还应具有以下优点：（1）氧化稳定性好；（2）易溶剂化，易解离，离子扩散性好（3）化学稳定性好；（4）阴离子本身无毒无害，分解产物无毒；（5）成本低，来源丰富^[23]。最好的商用锂盐是六氟磷酸锂（lithium hexafluorophosphate, LiPF₆），其具有稳定的抗氧化性，离子迁移率高，能够形成富氟化锂的无机坚固界面层，但其主要与部分酯类溶剂相容，与醚类，醛类溶剂不相容，并不适于形成富集无机物的SEI。Jia等^[24]的研究表明，采用新型锂盐的电解液体系显著提高了硅基负极的电化学性能，使用新型电解液体系的全电池在0.5 C的倍率下600次循环后可以保持大于90%的容量，并且在高温和高负载下也表现出优异的倍率性能和循环稳定性。而LiPF₆体系的电池即使引入了目前商业化最适配硅基的添加剂，在一定循环圈数后仍然出现了容量大幅度衰减，同时添加剂氟代碳酸乙烯酯（fluoroethylene carbonate, FEC）的分散还会产生气体，对电池造成不可逆的危害。与LiPF₆相比，双（氟磺酰基）亚胺锂（lithium bis（fluorosulfonyl）imide, LiFSI）和双（三氟甲烷磺酰基）亚胺锂（lithium bis（trifluoromethanesulfonyl）imide, LiTFSI）成本更高，但与醚基溶剂的相容性更好，它们的界面反应产物也含有丰富的氟化物。草酸二氟硼酸锂（lithium difluoroborate oxalate, LiDFOB）、双（草酸）硼酸锂（lithium bis（oxal） borate, LiBOB）和四氟硼酸锂（lithium tetrafluoroborate, LiBF₄）等锂盐具有良好的成膜性能^[25]。当用作主盐或者副盐时，它们可以改善醚基电解质的氧化电势及与硅的相容性，这些盐衍生的SEI在特定醚体系中能适应硅负极的大体积膨胀。

对于添加剂而言，其所需的性能在很大程度上取决于它们在电池中的预期功能^[26]。醚类电解液体系中的添加剂最主要的功能大致为：（1）提高电导率，添加剂比如冠醚和环状化合物，通过与锂离子形成包覆式螯合物，可以提高锂盐在有机溶剂中的溶解度，从而实现阴阳离子对的有效分离，改善电导率。其分解产物如一些阴离子受体化合物，如氮杂醚或硼基化合物，也能通过与锂盐阴离子形成配合物来提高电导率。（2）形成稳定的SEI，特定添加剂可以在硅负极表面优先形成一层稳定的SEI膜，这层膜可以有效阻止电解液中的溶剂分子进一步与负极反应，同时允许锂离子的通过，稳定的SEI膜可以显著减少溶剂共嵌入现象，降低初次循环的不可逆容量损失，从而提高电池的循环稳定性和容量保持能力。Liu等^[27]通过对比5种电解液体系对电池容量及循环稳定性的影响，FEC电解液体系中容量衰减最小且阻抗增加幅度最小，研究表明添加FEC电解液体系产生的SEI层非常耐用，最大限度地减少了SEI层在循环过程中的重复断裂和重组，因此随着循环次数的增加，电池阻抗几乎没有增加。添加剂在硅基负极醚类电解液体系中发挥着形成稳定的SEI膜、缓解体积膨胀、提高电化学稳定性、增强离子导电性、抑制气体生成、改善低温性能、提高热稳定性和减少金属锂沉积等多方面作用，从而显著提升电池的性能和安全性。

线性醚作为最早实现商业化的溶剂，被广泛应用于锂金属电池与锂硫电池^[28]，近年来，研究发现线性醚类电解液在硅基负极体系中展现出一系列显著优势^[29]，核心在于其易于在电极表面形成稳定且致密的 SEI 膜。该膜层可有效阻隔电解液与硅负极的持续副反应，减少电解液消耗并降低电池阻抗，进而提升电池的循环稳定性与容量保持能力。此外，线性醚电解液粘度较低，能够减少电池充放电过程中的能量损耗；该类电解液通常具备较高的离子电导率，可实现更高的输出功率与更优的充电性能；其在常温下还表现出良好的热稳定性，有助于延长电池使用寿命，减轻温度波动造成的性能衰减；同时还兼具优异的可加工性、浸润性与相容性^[30-31]。上述优势使线性醚类电解液在硅基负极体系中拥有广阔的应用前景。

人们普遍认为，化学稳定性高、机械强度高、电绝缘性能优异的LiF等无机物有利于硅负极的界面稳定性^[32]。线性醚由于其较低的还原电势，促使含氟锂盐及添加剂通过界面反应形成具有高LiF含量的SEI层，是一种极具前途的电解液体系。虽然在传统的LiPF₆/碳酸盐电解质中大量引入会优先分解的FEC同样可以增加SEI层中无机物的含量，但FEC在酯类电解液中可能导致全电池中的气体增加。由于电解质中如此高的FEC含量可能在正极表面形成有害的正极电解质界面（positive electrolyte interface, CEI），特别是在高电荷截止电压和高温下，会产生严重的气体问题，从而导致硅基全电池的阻抗增加、容量衰减和安全性问题。因此，有必要开发线性醚类电解液，不仅可以延长使用寿命，还可以限制硅负极的膨胀，这将大大提高锂离子电池的安全性和性能^[33-35]。

线性醚类电解液改善硅基负极性能的主要原因，是形成了高无机物含量的界面层。2,2,2−三氟乙基醚（2,2,2-trifluoroethyl ether, BTFE）在低电势下发生低还原反应，与锂盐的溶剂化能力较弱，导致LiFSI在整个锂化循环中优先生成高纯度的LiF的SEI。将其与磷酸三乙酯（triethyl phosphate, TEP）溶剂按物质的量比1∶3结合，BTFE在后续的分解过程中产生大量的含氟化合物，进一步增强了界面层中的无机物含量。当硅碳负极与镍钴锰氧阴极（nickel-cobalt-manganese-oxygen cathode, NMC₃₃₃）耦合时，1.2 mol/L LiFSI TEP/BTFE（物质的量比1∶3）电池在0.5 C倍率下循环600次后仍能保持大于90%的容量，并且在高温和高负载下表现出优异的倍率性能和循环稳定性^[24]。这是第一次将线性醚应用于硅基负极，这项工作代表了硅基负极锂离子电池电解质开发的重要一步。然而LiFSI与众多线性醚类溶剂互不相容，并且分解产物中仍然有一定量的有机物，这有必要探究无机物纯度更高的锂盐及适配的醚类溶剂。LiPF₆则是一种非常适配的选择，其具有高的含氟量以及与线性醚好的相容性。Li等^[36]设计开发了一种兼容液体电解液不对称二甲醚（asymmetric dimethyl ether, NMEP51），在溶剂化鞘结构中发现LiPF₆与二甲醚（掺入吡啶离子）结合。NMEP51电解质结合了极低还原电势的阳离子和高还原电势的无机六氟磷酸根（inorganic hexafluorophosphate, PF₆⁻）阴离子的优点，不对称电解质设计使得LiPF₆盐与低还原电势的二甲醚衍生物之间的相容性能够在硅基负极上形成极高无机物量的界面。NMEP51电解质在微米硅半电池中可循环400次，在全电池中可循环200次，在0.3 C倍率下可保持大于90.0%的高容量。由此可见这种改造的间相在形成具有无机优势特征的均匀致密间相中起着关键作用。这种保护层有利于块状硅的各向同性合金化/脱合金化，并保持结构的完整性。这种无机物界面与有机物界面的差异见图2。

图 2

图 2 无机物界面与有机物界面对比 Fig. 2 Comparison of inorganic interface and organic interface

硅负极表面另一个稳定的界面层是无机-有机复合双层，靠近硅的内层由富无机物组成，外层则含有相对较多的有机物质。在外层，这些有机组分总是与无机组分均匀结合，这有助于提高SEI的弹性。许多无机-有机复合SEI层是由锂盐和添加剂的界面反应产生的，因此溶剂需要具有更好的电化学稳定性，以便在较宽的电压范围内工作，且不易发生电解液分解反应。DME 作为线性醚中具有良好电化学稳定性的代表，对大部分锂盐具有较高的溶解性，还可与其他溶剂混合使用，用于调节电解液的性质和性能。DME与1,1,2,2−四氟乙基−2,2,3,3−四氟丙基醚（1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoro propyl ether, TTE）混合制成电解液，在LiFSI-3DME-3TTE（1:3:3物质的量比）电解液中^[37]，由于DME的低还原性，LiFSI的分解占据了几乎整个SEI的形成，在外层才是锂盐和少量溶剂的分解。这种双层结构的示意图及对比见图3。在经过研究表明，长时间循环后，由LiFSI-3DME-3TTE形成的SEI对硅（silicon, Si）的保形性更强，保护Si免受压裂。在第110次循环时，电解液体系放电容量为3 266 mA·h/g，比最优的酯类电解液的放电容量大15.1%。此外与DME结构相近的线性醚DEE、TEGDME在硅基负极中的研究表明，低还原电势的溶剂有利于形成无机−有机界面层，提升硅基负极的性能。

图 3

图 3 在酯类、含氟酯类和醚类中形成的界面 Fig. 3 An interface formed in esters, fluorinated esters and ethers

SEI的组成和结构还与Li⁺的溶剂化鞘层密切相关，通过在线性醚中引入促进阴离子还原的基团有利于内层SEI的构建。Peng等^[38]设计了一种与LiPF₆高度相容的线性醚乙二醇二丁基醚（ethylene glycol dibutyl ether, EDGE），EGDE的端基引入了较大的空间位阻，显著降低了EGDE对Li⁺的溶剂化能力，PF₆⁻的离子−溶剂构型比醚主导的溶剂−离子对分离体（separation of solvent-ion pairs, SSIPs）在硅表面具有更高的还原优先权，有助于形成坚固的阴离子衍生的分层良好的SEI。所形成的内部SEI层中碳酸盐和硅化物的含量减少，而LiF、亚硫酸盐和硫氟化合物（sulfur fluorine compounds, SiO_xF_y）的含量增加。这种有益的SEI结构有利于提高电池的循环性能，降低电池的内阻和极化。其电化学性能又进一步验证了这种设计的形成，2.0 mol/L LiPF₆-EDGE使微米硅负极在200次循环后保持1 800 mA·h/g的高容量，并且在循环期间具有99.5%的极高库仑效率（coulomb efficiency, CE）。此外，使用2.0 mol/L LiPF₆-EDGE电解质组装的磷酸铁锂和镍钴锰全电池可以稳定循环。

与大多数的锂离子电池负极不同，锂化硅在形成或充电过程中不会形成持久的钝化固体−电解质界面，因为SEI层会不断地分层、重构和溶解。这就需要后续溶剂在分解过程中提供稳定的无机化合物来构建SEI层。有研究者采用了全氟醚TTE来维持SEI界面层的持续稳定^[39]，他们设计了一种电解液体系LiFSI-DME-TTE（1∶2∶2 物质的量比），在前几次循环中，硅基负极的表面形成了以无机-有机的双层SEI，在之后的循环中，外层SEI溶解的同时TTE也在分解，TTE的产物以无机物为主，弥补了SEI层中溶解部分。引入氟醚溶剂不仅保持了SEI层的稳定性，也进一步增强了界面层的坚固度。与传统的DME电解液体系的电池相比，TTE电解液体系所形成的富集SEI的高性能磷酸铁锂电池在100次循环中提高了高达45.0%的容量保持率。

与线性醚不同，无机物是制造稳健SEI的关键。一些研究人员发现，环醚基溶剂的开环分解有助于弹性体聚合物的形成，与传统酯类和线性醚均不同，这种聚合物具有高柔韧性和低流动性，更希望能够承受Si颗粒施加在SEI薄膜上的大应力。然而并非全部的环醚都能适配硅基负极，应满足以下要求：（1）稳定性介于小环醚和大环醚之间，在一定还原电势下会发生开环反应；（2）能够溶解锂盐和成膜剂；（3）生成产物为大分子聚合物链或网络。

作为商业化的环醚DOL应用在硅基负极已经取得了不错的效果，选择DOL作为单体，通过LiFSI引发的开环聚合在材料表面形成无机-聚合物层，这已被证明可以有效地创建良好的电极-电解质界面^[40]。在6.0 mol/L LiFSI-DOL+2%（质量分数） LiNO₃中^[41]，高浓度的LiFSI参与溶剂化结构的构建，将DOL从溶剂化结构中脱离出来，LiFSI和硝酸锂（lithium nitrate, LiNO₃）分解生成具有高机械强度和快速Li⁺输运能力的LiF和富氮化物的SEI，同时LiNO₃也作为了缓凝剂使DOL在外层均匀分解聚合，得到了无机−聚合物二维SEI，提高了机械强度。这种无机−聚合物二维SEI有利于提升硅的电化学性能，采用6.0 mol/L LiFSI-DOL+2%（质量分数） LiNO₃的电池在2 C倍率下可提供1 765 mA·h/g的高容量，在0.2 C倍率下循环100次后仍可保持2 000 mA·h/g的高容量，优于酯类电解质（617 mA·h/g）和低浓度聚合物电解质（45 mA·h/g），阻抗值循环100圈后对比发现明显降低，具体见图4。四氢呋喃也是一种具有弱溶剂化能力和强聚合能力的溶剂，Yang等^[42]针对界面化学合理设计了一种高相容性环醚电解液1.0 mol/L LiFSI-THF/TTE（1∶2体积比）。由于THF的醚氧基团较少，与Li⁺的配位位点便有限，导致其形成弱溶剂化电解质结构，这使得脱溶能较低，有利于形成较薄的富无机内层SEI层。另一方面，THF的不饱和环结构更容易聚合形成高弹性外层。这种内层富无机、外层高聚合的坚固的SEI层能够很好地适应Si负极、离子导电和电子绝缘的体积变化，使硅负极具有优异的倍率性能和长期循环稳定性，在400次循环后具有1 995.7 mA·h/g的高可逆容量。使用硅/石墨负极和磷酸铁锂正极的全电池在600次循环后保持超过80.0%的容量保持率。

图 4

图 4 DOL电解液体系的电化学性能（LE是酯类电解液体系，PE是低浓度DOL体系，HCPE是高浓度DOL体系） Fig. 4 Electrochemical performance of DOL electrolyte systems （LE is an ester electrolyte system, PE is a low concentration DOL system, and HCPE is a high concentration DOL system）

环醚类电解液通过构建无机−聚合物SEI能够克服硅基负极的界面破损问题，但环醚电解液在界面层分解聚合的同样也会在体相电解液中聚合，对电池的电化学性能造成不可逆的危害。为此，有必要进一步对环醚结构的改性开发，将聚合反应锚定在界面层上。Ma等^[43]通过在DOL上的不同位点引入甲基得到4−甲基−1,3−二氧戊环（4-methyl-1,3-dioxane, 4MDOL），所设计出的电解液LiFSI/4MDOL/TTE （1∶2.6∶3 物质的量比）成功地将聚合反应限制在电极-电解质界面上，见图5。促进无机−聚合物SEI的形成的同时不会影响体电解质的稳定性，在0.5 C下循环400次后，在硅基负极上的容量保持率为85.1%，优于2−甲基−1,3−二氧戊环（2-methyl-1,3-dioxane, 2MDOL）基对照电解质。稳定电解液的目标还可以通过混合醚类溶剂来达成，通过在THF上引入甲基得到的2−甲基−四氢呋喃（2-methyl-tetrahydrofuran, MeTHF），由其组成的混合溶剂在电解液体系中的稳定性极佳，外层提供一层薄薄的聚合物外壳^[44]。Li等^[45]结合硼氢化锂（LiBH₄）设计了一种双功能的电解液体系2.0 mol/L LiBH₄/THF-MeTHF。LiBH₄的还原性极高，可以部分预锂化原生氧化硅化合物，限制SEI的形成和积累，同时LiBH₄分解产物中含有大量高模量的硼化无机物，有利于内层SEI的构建，混合溶剂的相对高稳定性使得在形成外层聚合物SEI层后保持稳定的状态。这种独特的双功能使得高负载微米硅负极在无氟电解质中具有高达2 900 mA·h/g的高可逆容量，在0.2 C倍率下循环100次后具有94.7%的平均库仑效率（average Coulomb efficiency, ICE）和94.3%的优异容量保持率。

图 5

图 5 在不同电解液体系中构建的SEI Fig. 5 Schematic diagram of the SEI of the Si-based anode constructed in the different electrolytes

本文总结了锂离子电池硅基负极醚类电解液的3大主要组分，即溶剂、锂盐和添加剂的特点。讨论了线性醚和环状醚在抑制硅的体积膨胀、调节电极−电解液界面等方面的作用，其次，对线性醚和环状醚对硅基材料的影响进行了综述。

本文综述了硅基材料醚类电解液的最新研究进展，同时也为硅基负极电解液的进一步高性能设计提供了思路，这对硅基材料走向商业化应用是必不可少的。一般来说，与传统电解液相比，采用线性醚和环状醚作为溶剂，在循环过程中产生了富集高模量无机物的SEI以及无机−弹性体SEI，这些SEI可以有效地缓解SEI破裂严重和循环性能差的问题，提高了电解液的氧化稳定性和阻燃性，进而提高了锂离子电池的电化学性能。锂离子电池的电化学性能得到了提高。虽然通过电解质改善界面的方法取得了很大进展，但进一步发展仍面临巨大挑战：

（1）目前仍缺乏性能能满足硅基负极大规模应用的电解液。这些报道的电解质仍然不能解决硅基材料在循环中传统电解质所面临的最主要的科学问题——体积膨胀。虽然通过合理的分子设计、改变电解质比例、混合各种溶剂或溶质以及添加添加剂等方法可以改善不理想的循环性能，但是硅基材料仍然存在体积膨胀，这是其电化学机理决定的。目前新型电解质的设计主要基于“试错”模式，这种模式耗时且效率低下，基于人工智能或大数据的新模式在设计新型电解质方面显得更有吸引力。

（2）目前，人们对于电解质中组分的分子结构如何影响Li⁺溶剂化结构、溶剂化结构如何影响电极-电解质界面，以及电极-电解质界面对电化学性能（包括循环稳定性、速率性能、低温或高温性能，以及耐高压、快充、日历老化和电化学反应窗口等方面）的影响，还没有完全了解

（3）电解液的商业应用。在目前的报告中，研究者们只考虑了电解质对电化学性能的影响，包括循环性能、安全性问题。在大多数工作中，生产和使用过程中的成本和环境问题往往不容忽视，这是限制商业化应用的关键因素。

（4）电解质分子结构、溶剂化结构、电极-电解质界面与电化学性能之间的构效关系尚未得到明确阐释。近年来，溶剂化结构对电池性能的重要影响不断被提及，但并没有得到广泛的解释。通过单独应用或结合运用优化溶剂组成、调控锂盐浓度、引入功能性添加剂、调控溶剂化鞘结构、利用纳米结构电解质以及温度调控等策略，或许能推动高性能锂离子电池的开发更进一步。此外，开发新型添加剂必须提上日程，添加剂改性手段经济有效，有利于商业化的开展，SEI膜形成添加剂、体积膨胀缓解添加剂、电解液稳定剂、离子导电性增强剂、气体抑制添加剂、界面修饰添加剂等应研究出最合适的组合及添加量。