有機溶劑是液體電解質(zhì)的主體，可以解離鋰鹽，為鋰離子的導(dǎo)電提供介質(zhì)。鋰金屬電池中有機溶劑的選擇需要考慮活性金屬鋰陽極的影響，無論是具有優(yōu)良成膜性能的有機溶劑還是具有較好還原穩(wěn)定性的有機溶劑。此外，在選擇有機溶劑時還應(yīng)考慮陽極的影響。例如，在鋰氧電池和鋰硫電池系統(tǒng)中，有機溶劑對放電中間體的反應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。

碳酸鹽類溶劑如氯代碳酸乙烯酯、二溴新戊二醇和十溴二苯乙烷等具有高介電常數(shù)和良好的氧化穩(wěn)定性，因而被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池。然而，由于活性金屬鋰的影響，這些碳酸鹽溶劑在鋰金屬電池中的應(yīng)用受到限制。此外，碳酸鹽溶劑可與聚硫化鋰、超氧陰離子等放電中間體反應(yīng)，限制了二溴新戊二醇溶劑在鋰硫電池和鋰氧電池中的應(yīng)用。研究了不同碳酸鹽溶劑對金屬鋰形貌和庫侖效率的影響。結(jié)果表明，環(huán)狀碳酸鹽比線狀碳酸鹽具有更均勻的鋰沉積和更高的庫侖效率。在環(huán)狀碳酸鹽溶劑中，十溴二苯乙烷和氯代碳酸乙烯酯的庫侖效率較低 ，常用的有機成膜添加劑 fec 的庫侖效率優(yōu)。根據(jù)烏爾巴赫等人提出的機理，碳酸鋰在金屬鋰表面的還原分解主要形成碳酸鋰(rco3li，r 為烷基) ，對金屬鋰的保護作用較弱。在金屬鋰陽極表面，fec 可以分解形成致密、穩(wěn)定、富鋰的 sei 膜。研究表明，高比表面積的鋰和金屬鋰可以抑制樹枝晶的生長。同時具有較低的電導(dǎo)率和較高的電化學(xué)穩(wěn)定性，能有效地鈍化鋰金屬陽極表面，保護鋰金屬陽極。因此，具有優(yōu)良成膜性能的碳酸鹽溶劑可用于鋰金屬電池。采用Amine等方法對不同取代基的環(huán)狀碳酸酯溶劑進行了研究。結(jié)果表明，非取代的 ec 不能在金屬鋰表面形成有效的電子膜，而取代的環(huán)狀氯代碳酸乙烯酯溶劑[ fec 和 dfec ]能在金屬鋰表面形成保護膜，提高了金屬鋰陽極的循環(huán)穩(wěn)定性。但是，氟烷基和烷氧基取代基對金屬鋰陽極有害。