唐永炳/蒋春磊Angew：通过硬韧SEI设计打造高稳定合金阳极

合金阳极的粉化极大地限制了其在锂离子电池（LIB）中的应用。

图1. 理论计算及模拟

中科院深圳先进技术研究院唐永炳、蒋春磊等提出了一种双相固体电解质界面层（SEI）设计，该设计将精细分散的Al纳米颗粒结合在LiPON基体中。

这种独特的双相结构为集成SEI薄膜带来了高硬度和韧性。与单相LiPON薄膜相比，经过优化的Al/LiPON双相SEI薄膜的断裂韧性显著提高了317.8%，同时通过大量耗散应变能保持了刚度。

图2. 双相SEI的机械性能

在铝阳极上应用双相SEI薄膜可将双离子电池中的锂存储循环稳定性提高450%。对于面临严重体积膨胀问题的硅负极，也观察到了类似的循环稳定性增强效果，这证明了双相SEI设计的广泛适用性。

特别是，即使与高质量负载的LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂阴极（7 mg cm^-2）配对，在传统的LIBs中也观察到了均匀的Li-Al合金化。双相SEI膜设计还可以通过界面电子结构调节来加速锂离子的扩散动力学。这种双相设计可以将刚度和韧性集成到单个SEI膜中，为提高合金阳极的结构稳定性和倍率能力提供了途径。

图3. 电化学性能研究

Significant Strain Dissipation via Stiff-Tough Solid Electrolyte Interphase Design for Highly Stable Alloying Anodes. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202314509