活性金属在平面衬底上的电沉积具有不规则的形貌特征。越来越多的研究工作表明，通过在金属电极上自发形成或设计形成的界面相的组成、力学、结构、离子传输性质、还原稳定性和界面能等多个变量在调节这些形貌方面起着重要且与众不同的作用。

有鉴于此，康奈尔大学Lynden A. Archer通过实验和理论线性稳定性分析，研究了氟化热固性聚合物涂层对锂沉积的影响。研究发现氟聚合物界面相的物理性质对沉积初期的沉积尺寸有很大影响，并且存在一个有利于沉积形貌平坦的最佳厚度。

文章要点

1）通过调节聚合物主链和侧链的化学结构，研究人员研究了聚合物中间相的物理和力学性质对锂电沉积形貌的影响。结果表明，弹性和扩散系数的相互作用形成了最佳界面厚度，同时，较高的界面能增加了金属电极的弹性应力，以防止平面外沉积。

2）研究人员采用电沉积的线性稳定性分析从理论上解释了这些发现，这种最佳化反映了弹性和扩散性之间的相互作用。同时，可以简单的通过多个可及材料、界面和电化学测试变量对其进行操作。此外，对生长速率s的理论表达式（kh>>1和kh<<1）的检验也表明，在设计这些涂层时还有许多额外的自由度可用。

3）该研究探索合理设计涂层，使其具有理论预测的特征，并应用更精确的表征工具来评估涂层的物理、机械和电化学特性。此外，研究旨在了解这种聚合物中间相在最早成核阶段和不同操作电流密度下对锂电沉积形貌的影响，这对于制定能够实现无枝晶金属负极的聚合物涂层的设计原则具有重要意义。

Sanjuna Stalin, et al, Designing Polymeric Interphases for Stable Lithium Metal Deposition, Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c01501

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c01501