北大周恒辉/北化工刘文AFM：基于LixPO4的有机磷混合SEI层用于锂金属电池

锂金属因其最高的比容量和最低的电位而成为下一代可充电电池系统的有前途的负极候选。然而，低库仑效率（CE）和循环过程中锂枝晶的形成严重阻碍了其实际应用。

在此，受Li₃PO₄的高Li⁺电导率和快速Li⁺迁移的启发，北京大学周恒辉副教授、北京化工大学刘文教授等人基于使用植酸（PA）作为锂金属表面处理化学品的表面螯合策略，提出了一种有机磷混合柔性固体电解质中间相（SEI）层。

与传统的 SEI 层不同，PA 和Li⁺之间的多核复合物在这个SEI层中充当“连接器”，不仅保证了它的机械柔韧性，而且提高了它的亲锂性和离子电导率。

图1. 有机磷混合SEI层的制备工艺

凭借这些优势，这种SEI涂层可以有效地适应锂电镀/剥离过程中的大体积变化并实现均匀的锂沉积。在0.5 mA cm^-2的电流密度下，Li||Cu电池在500次循环中表现出99.0% 的高CE 。Li||Li对称电池还可以在10.0 mA cm^-2的高电流密度下保持超过2500小时的稳定锂电镀/剥离过程。

此外，基于该策略的所有锂金属电池（Li-S、Li||NCM、Li||LFP等）都表现出长循环寿命和高容量保持率。这种表面螯合策略为制造稳定有效的SEI层提供了新的途径，以用于锂金属电池的实际应用。

图2. 基于该SEI层的各类锂金属电池的电化学性能

Organophosphorus Hybrid Solid Electrolyte Interphase Layer Based on Li_xPO₄Enables Uniform Lithium Deposition for High-Performance Lithium Metal Batteries, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202107923

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北大周恒辉/北化工刘文AFM：基于LixPO4的有机磷混合SEI层用于锂金属电池

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