哈理工李丽波EnSM：MXene与丝素蛋白肽协同构建1+1>2原位SEI膜

固态锂离子电池（SLIBs）由于其较高的能量密度，有望应用于下一代储能装置。然而，对于SLIBs的实际应用来说，解决界面不稳定和电化学性能差的问题至关重要。

图1.SEI的构建示意图及表征

哈尔滨理工大学李丽波等利用丝素蛋白肽（SFP）和MXene，通过界面改性设计，成功地原位构建了均匀的固体电解质界面（SEI）薄膜。研究显示，SFP的-NH₂基团和MXene的-F末端的掺入促进了Li₃N和LiF的形成，从而实现了选择性定位和可控的SEI薄膜生长，飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）分析证实了这一点。

此外，Derjaguin-Müller-Toporov（DMT）模量证明了SEI薄膜的鲁棒性，这一现象增强了界面稳定性，促进了锂离子成核，抑制了枝晶生长，改善了电池运行期间的整体电化学性能。

图2.界面研究

另外，具有孤对电子的-NH₂表现出优良的亲锂特性，有利于与锂离子形成微络合物，从而促进锂盐解离，进而加速锂离子在体系中的迁移。此外，经界面修饰的聚合物电解质（PEs）具有高达1.16×10⁻³S cm⁻¹的离子导电性，锂离子（t_Li+）的迁移数为0.57。

值得注意的是，改性PEs显著促进了电池在室温（RT）下的稳定运行，在5 C下显示出117.6 mAh g⁻¹的初始放电容量。这种在界面进行改性的创新策略是实现高能SLIBs稳定运行的一大进步。

图3.电化学性能研究

MXene and silk fibroin peptide team up to build a 1+1>2 in situ SEI film. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103126

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