港科大/港理工Nano Energy：基于双盐涂层PEO电解质的无枝晶全固态锂金属电池！

固态聚合物电解质因其低成本和良好的可加工性而为全固态锂电池提供了希望。然而，在重复沉积和剥离过程中，在不希望的锂/电解质界面处发生的枝晶和相关接触损失仍然是一个挑战。

香港科技大学赵天寿、香港理工大学巫茂春等通过在聚环氧乙烷(PEO)电解质上涂上一层含有三氟甲磺酸铝(Al(OTF)₃)/LiTFSI双盐的薄层，以解决上述问题。

图1 双盐涂层作用示意

当与锂金属负极一起循环时，Al³⁺和阴离子的顺序还原将在锂金属PE电解质之间原位形成亲锂-疏锂梯度界面。对锂具有较低界面能的亲锂锂铝合金层可以增强PEO和锂之间的附着力，从而降低界面电阻并减轻循环过程中的接触损耗。同时，由于阴离子的还原，上方会形成一层疏锂的富LiF层，由于其对Li的高界面能和电子阻挡作用，这将阻止枝晶的生长。

图2 Li/电解质界面分析

因此，采用涂层电解质的Li/Li对称电池可以稳定循环超过1000小时而不会发生短路。更值得注意的是，Li/LiFePO₄全电池在0.5 C时能够提供149.2 mAh g^-1的容量，350次循环后容量保持率为89.1%。此外，软包电池也表现出良好的性能，甚至可以在弯曲和切割中运行，在实际应用中显示出巨大的希望。

图3 电化学性能

In-Situ Forming Lithiophilic-Lithiophobic Gradient Interphases for Dendrite-Free All-Solid-State Li Metal Batteries. Nano Energy 2022. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107395