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麥立強(qiáng)/徐林AEM：原位構(gòu)建拓?fù)銼EI層，助力固態(tài)鋰金屬電池500次循環(huán)！

由于阻抗和機(jī)械強(qiáng)度之間不可調(diào)和的矛盾而產(chǎn)生的不相容界面層，已經(jīng)成為固態(tài)鋰金屬電池（SSLMB）實際應(yīng)用的主要障礙之一。

圖1. SSLMB中不同SEI的原位形成示意圖

武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)、徐林等通過采用合理的拓?fù)湓O(shè)計的解耦策略，利用合成的固態(tài)聚合物電解質(zhì)原位構(gòu)建了一個拓?fù)渚酆衔镌鰪?qiáng)的界面層，以調(diào)和機(jī)械強(qiáng)度與Li⁺傳輸界面激活能之間的矛盾。具體而言，合成的交聯(lián)聚(1,3-二氧戊環(huán))基固態(tài)聚合物電解質(zhì)(CPDOL-SPE)具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，如高離子電導(dǎo)率、高t_Li+和高氧化穩(wěn)定性，顯示了電池應(yīng)用的巨大潛力。此外，形成的拓?fù)浣缑鎸颖憩F(xiàn)出Li+的快速擴(kuò)散動態(tài)，抑制了SEI層的裂縫，并有效地抑制了進(jìn)一步的副反應(yīng)。

圖2. 具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)SEI的鋰/鋰對稱電池的性能

結(jié)果，憑借拓?fù)浣缑鎸拥男纬?，可以實現(xiàn)超過3000小時的高度穩(wěn)定和可逆的鋰沉積/剝離行為。此外，基于CPDOL-SPE的電池在采用LiFePO4正極和實用的鋰金屬負(fù)極的情況下，在500次以上的循環(huán)后也實現(xiàn)了95.1%的容量保留。總體而言，這種構(gòu)建拓?fù)浣缑鎸邮箼C(jī)械強(qiáng)度和Li⁺傳輸激活能脫鉤的設(shè)計策略為實現(xiàn)實用的SSLMB提供了一個可行的范式。

圖3. 全電池性能

In Situ Topological Interphases Boosting Stable Solid-State Lithium Metal Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202204411

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