广西大学蒲雄Nano Energy：自修复单离子导电人工SEI稳定锂金属负极

不稳定的固体电解质界面（SEI）层，伴随着有害的锂枝晶生长，是实现可行的锂金属电池的主要挑战。

广西大学蒲雄等报道了一种自修复和单离子导电人工SEI(SS-ASEI)层来稳定锂金属负极，抑制锂枝晶生长，并促进锂沉积/剥离动力学。

这种聚合物SS-ASEI层是通过动态交联聚（二甲基硅氧烷）（SS-PDMS）制备的，并通过添加SiO₂纳米颗粒作为增强填料（SS-PDMSSiO₂）进一步优化。SiO₂的引入有助于显著提高离子电导率和机械性能。

交联中心有助于源自动态Al-O键的自愈能力和由于带负电荷Al(OR)₄-基团导致的锂离子选择性。结果，优化的SS-ASEI薄膜（含7 wt% SiO₂）实现了多种优异性能，包括96%的自愈效率、0.13×10-⁴S cm^-1的离子电导率和0.71锂离子转移数。

广西大学蒲雄Nano Energy：自修复单离子导电人工SEI稳定锂金属负极

图1. Li|Cu电池性能

进一步通过在锂金属负极上应用这种SS-ASEI膜，在0.5 mA cm^-2和1.0 mAh cm^-2下实现了1340小时的超稳定锂沉积/剥离。此外，在基于商用NCM811(LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂)正极的电池中，SS-ASEI改性负极也实现了比裸锂金属负极更高的倍率性能和循环稳定性能。

因此，这种稳定锂金属负极的可行方法显示出在未来高能量密度锂金属电池商业化中的巨大潜力。

广西大学蒲雄Nano Energy：自修复单离子导电人工SEI稳定锂金属负极

图2. 全电池性能

Self-Healing Single-Ion-Conductive Artificial Polymeric Solid Electrolyte Interphases for Stable Lithium Metal Anodes. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106871

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