闵宇霖/徐群杰/范金辰Small：锂负极上原位构建人造SEI层实现超高稳定性

锂金属负极（LMA）一直是制造高能锂金属电池（LMB）最有吸引力的候选材料之一，但存在体积变化大、固体电解质界面（SEI）不稳定以及重复镀/脱锂过程中枝晶生长等问题，因而实现均匀的锂沉积至关重要。

在此，上海电力大学闵宇霖教授、徐群杰教授及范金辰副教授等人采用简便的涂层策略在锂负极上形成具有网络结构的超薄芳纶纳米纤维 (ANF) 膜，作为抑制锂枝晶生长的人工层（ANF-Li）。

结果表明，在50 mA cm^-2的超高电流密度下，含人工层的Li对称电池可以保持超过300小时的稳定循环。ANF-Li|LiFePO₄全电池在1C下1200次循环后显示出80.1% 的高容量保持率，显示出在高能LMB的应用潜力。

图1. ANF-Li的合成过程

将实验结果与理论计算相结合，作者探索了ANF-Li负极优异性能的储能机制。亲锂极性官能团（C=O，N-H）出现在ANF膜的表面和结构中，为锂离子提供高浓度的功能位点，实现分子水平的有效粘附，这项工作还首次发现了纤维状锂沉积。

此外，ANF膜的纳米级孔隙率不仅为电解液的扩散和锂离子的运输提供了快速的途径和通道，而且消除了微米级锂枝晶穿透膜的“薄弱环节”。这项工作可以为提高LMA的电化学性能提供一条实用的新途径。

图2. 基于ANF-Li负极的全电池的电化学性能

In Situ Construction of Aramid Nanofiber Membrane on Li Anode as Artificial SEI Layer Achieving Ultra-High Stability, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102347

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