來自中國的科學家證實，加入硼的電解液可以有效應對鋰金屬電池所面臨的主要挑戰。鋰金屬作為陽極的能量儲存設備，其能量密度已超過 500 Wh/kg。然而，來自中國南開大學的研究團隊指出，鋰金屬電池（LMBs）的實際應用仍受到鋰樹突形成、循環壽命短及鋰的沉積/剝離庫倫效率低等問題的嚴重限制。這些挑戰限制了鋰金屬電池的廣泛應用，因此研究團隊強調，優化電解液配方是一種有效的解決方案，而添加劑工程則被認為是商業應用中最具成本效益的方法之一。
研究人員指出，硼添加劑為鋰金屬電池提供了多重好處。他們聲稱，硼的強電子缺陷性可以幫助Li2O的溶解，從而降低鋰金屬陽極的界面電荷轉移阻力。此外，通過溶解LiF沉積物於CFx孔隙中，硼添加劑還可以應用於Li/CFx電池中，增加鋰離子的擴散系數，從而大幅提升具體放電容量及高倍率性能。這些研究結果顯示出硼添加劑在改善鋰金屬電池性能方面的潛力，並為未來的電池技術發展提供了有力的支持。
此外，研究團隊還透露，硼添加劑在陰極界面的氧化分解促進了穩健的陰極電解質界面（CEI）的形成，這對高壓陰極的長循環穩定性至關重要。研究團隊探索了四種不同功能基團的硼添加劑作為候選者，並發現靜電潛力（ESP）可用於找出最佳的陰離子受體，其中三氟異丙基硼酸酯（THFPB）擁有所有硼基的最大ESP。潛力值較為正的ESP位點更易於進行親核反應，因此能夠強烈吸引小陰離子，成為電解液最有前景的添加劑之一。
在《科學中國化學》期刊上發表的這項研究顯示，目前對硼添加劑的電子缺陷特性如何調節電解液的溶劑化結構及其對電極-電解液界面的影響，系統性的研究仍然有限。研究人員指出：「在這項工作中，我們設計了四種鋰金屬電池的硼添加劑，並揭示了硼化合物的結構和陰離子的大小在決定電解液的物理化學特性方面起著關鍵作用。」通過光譜表徵及分子動力學（MD）模擬，研究團隊還確認了THFPB的添加可增強溶劑化結構中的離子聚集，從而有助於形成穩健的電解液-電極界面，特別是對於高壓陰極。
研究人員強調，使用薄鋰陽極、高負載陰極及添加0.1 M THFPB的電解液的Li∥LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2電池在經過150個循環後仍保持80%的容量。這項工作展示了硼添加劑的多樣性，能有效緩解高能量密度電池系統所面臨的關鍵挑戰，對於未來鋰金屬電池的商業化應用具有重要意義。
