在当今能源需求日益高涨的背景下，移动设备、电动汽车及大规模储能系统对电池性能提出了更高要求。锂金属电池，以其超越500 Wh kg-1的理论能量密度，成为了科研人员竞相追逐的“圣杯”。然而，商业化之路并非坦途，锂金属电池的循环寿命问题如同一座难以逾越的大山，主要源于电解液与电极界面间的脆弱关系。

面对这一挑战，中国科学院物理研究所携手北京大学、中国科学技术大学及苏州大学的科研精英，共同绘制了一幅锂金属电池技术的新蓝图。他们创新性地研发出了一种拥有独特纳米级溶剂化结构的接触离子对聚集体（CIPA）电解液，这一突破为解决锂金属电池循环寿命短的问题提供了关键钥匙。

CIPA电解液中的离子对以密集排列的形式，形成了大尺寸的聚集体，这种结构不仅加速了锂金属负极的界面还原动力学，还促进了稳定界面的形成。当这种电解液与高镍正极携手，组装出的锂金属软包电池能量密度高达505.9 Wh kg-1，更令人振奋的是，经过130次循环后，其能量保持率仍高达91%，展现了卓越的循环稳定性。

为了深入探索这一奇迹背后的秘密，研究团队运用冷冻透射电子显微镜及一系列尖端表面分析技术，对固态电解质界面膜（SEI）进行了全面剖析。CIPA电解液在锂金属负极表面形成的SEI膜薄而均匀，平均厚度仅为6.2 nm，远低于传统电解液所形成的SEI膜。更重要的是，这层SEI膜中Li2O纳米晶粒的尺寸和分布均展现出高度的均匀性，有效防止了锂枝晶的生成，从而保障了电池的安全与稳定。

研究成果《Towards long-life 500 Wh kg-1 lithium metal pouch cells via compact ion-pair aggregate electrolytes》在顶级期刊《自然-能源》（Nature Energy）上发表，不仅标志着我国在锂金属电池领域迈出了坚实的一步，更为全球电池技术的进步贡献了宝贵的智慧与力量。这一成就的背后，离不开国家自然科学基金、国家重点研发计划以及中国科学院战略性先导科技专项等的大力支持。