中大孟跃中/王拴紧Small：这种人工SEI层，实现锂金属负极循环1000小时！

锂（Li）金属因其出色的理论容量和低电化学电位而被普遍认为是下一代电池最有前景的负极。然而，不稳定的固体电解质中间相（SEI）和不可控的枝晶生长导致可逆性差，限制了锂金属负极的实际应用。

在此，中山大学孟跃中教授、王拴紧教授等人设计了一种在分子水平上具有均匀锂离子路径的新型有机-无机杂化聚合物人工SEI（POSS-LiBMAB）层来稳定锂金属负极。

SEI 层由含有八巯基丙基的低聚倍半硅氧烷无机多面体 (POSS-SH) 与锂箔上的双（烯丙丙二酸）硼酸锂 (LiBMAB) 之间的硫醇-烯“点击化学”反应构成。更重要的是，SEI薄膜可以通过分子间S-C键进行交联和自增强，且具有柔韧性，可有效耐受电镀/剥离循环过程中锂金属负极的体积变化。

图1. POSS-LiBMAB-Li的合成过程示意图

此外，该SEI层显示出Li⁺和电荷离域sp³硼-氧阴离子之间松散且均匀分布的静电相互作用，这有助于形成均匀的分子间Li⁺路径，调节Li⁺通量在锂负极上的均匀分布。

最后，设计的POSS-LiBMAB层具有高离子电导率和锂离子转移数，可有效促进Li⁺扩散并引导锂在SEI层下方沉积。因此，在POSS-LiBMAB层的保护下，锂金属负极在5 mA cm^-2下表现出超过1000小时的稳定循环，而LFP//Li全电池也表现出出色的循环稳定性。

图2. 不同负极的LFP全电池性能

Interphase Building of Organic-Inorganic Hybrid Polymer Solid Electrolyte with Uniform Intermolecular Li⁺ Path for Stable Lithium Metal Batteries, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102454

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中大孟跃中/王拴紧Small：这种人工SEI层，实现锂金属负极循环1000小时！

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