具有Si，Al或Bi微米（超过10 µm）微粒负极的锂电池具有高容量，易于生产，低成本和低环境影响的优点，但它们也具有快速降解和库仑效率低的缺点。

有鉴于此，马里兰大学王春生教授，美国陆军研究实验室Oleg Borodin报道了通过合理设计的电解质（在四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的1：1 v/v混合物中的2.0 M LiPF₆）可以进行100次充满完整电池的循环，该电池由带有商用LiFePO₄和LiNi_0.8的超细Si，Al及Bi负极和Co_0.15Al_0.05O正极组成。

文章要点

1）与合金材料接触的SEI内层是纯无机材料，与锂化合金的界面能高，机械强度高，以适应合金负极的大体积变化。同时，该电解质能够在微型合金负极上选择性地形成这样的LiF-有机双层SEI，从而使SiMPs，AlMPs和BiMPs在SEI壳内进行弹性和塑性变形。

2）电解质中的SiMPs在400多个循环中具有2800 mAh g^-1和5.6 mAh cm^-2的高容量，初始CE为91％，循环CE超过 99.9％。SiMP//LFP全电池在大于2.0 mAh cm^-2的实际容量下，具有接近100％的高循环CE，循环寿命超过 100次。AlMP//LFP，BiMP//LFP和SiMP//NCA全电池的初始循环也显示出稳定且优异的性能。

3）通过形成高模量的LiF-有机双层界面，可以促进电极材料性能，其中LiF与合金负极具有很高的界面能，以适应锂合金在循环过程中的塑性变形。

这项工作为当前的电池技术提供了一种简单而实用的解决方案，而无需任何粘合剂的修改或特殊的制造方法。

Chen, J., Fan, X., Li, Q. et al. Electrolyte design for LiF-rich solid–electrolyte interfaces to enable high-performance microsized alloy anodes for batteries. Nat Energy (2020).

DOI：10.1038/s41560-020-0601-1

https://doi.org/10.1038/s41560-020-0601-1