金属锂目前是唯一能实现Li−O2电池其高理论能量密度（≈3500 Wh kg-1）的负极材料。然而，锂金属负极固有的不可控枝晶生长和严重的腐蚀导致其降解速度很快，严重阻碍了Li−O2电池的实际应用。
近日，中科院长春应化所张新波研究员报道了通过熔融Li与聚四氟乙烯（PTFE）的一步原位反应，在锂金属负极上成功制备了一种多功能互补LiF/F掺杂碳梯度保护层。
文章要点
1）上层碳原子中丰富的强极性C-F键不仅可以充当Li+捕获位点以预先均匀地注入Li+，还可以调节LiF的电子构型，使Li+准自发地从碳扩散到LiF表面，从而避免了强Li+粘附作用诱导的Li聚集。对于LiF，其不仅可以充当快速的Li+导体，而且可以使锂上的成核位置均匀化，确保与锂的牢固连接。
2）实验结果表明，这种精心设计的保护层使得锂金属负极在醚基和碳酸酯基电解质中都具有无枝晶生长的镀层/剥离过程和优异的抗腐蚀性能。即使在Li-O2电池中使用受保护的Li负极，仍可以保持其优异性能，从而使电池具有稳定的循环性能（180个循环）。
Yue Yu, et al, In Situ Designing a Gradient Li+ Capture and Quasi-Spontaneous Diffusion Anode Protection Layer toward Long-Life Li−O2 Batteries, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202004157
https://doi.org/10.1002/adma.202004157
