高能量密度锂（Li）-金属电池（LMB）由于“死”锂和锂枝晶等问题，具有较短的寿命。形成稳定的人工固体−电解质界面可以相应地解决这些问题，从而保证锂离子通量的空间均匀性和锂离子的快速输运。
近日，中国林科院木材工业研究所吕建雄研究员，浙江工业大学陶新永教授，佐治亚理工学院Yulin Deng教授报道了一种超稳高效的锂离子通量调节器，采用超薄纳米木-10作为具有凹坑膜设计的人工SEI。
文章要点
1）这种用于电极涂层的纳米木材膜灵感源于可以促进离子通过凹坑膜的快速迁移，并导致矿物离子（例如K+）的均匀分布通量的天然木材。
2）利用这种纳米木的结构优点，包括其由自然组装的纤维素分子形成的亚纳米通道（0.34 nm）、相互连接的微孔（2.3 nm）、丰富的亲锂基团（羧基、羟基和甲氧基）以及在镀锂/剥离时可承受机械变形的灵活性，所设计的人工SEI有效地调节了均匀的锂沉积，促进了锂离子的快速迁移，并实现了高电解质吸收（离子电导率高达3.9×10−4 S cm−1）。
3）改性后的负极在以LiFePO4为正极的纽扣型和0.5 Ah级软包电池中都表现出了超稳定的循环性能。纽扣型电池提供了140 mAh cm−2的高容量和高达99.6%的平均循环CE。此外，这种基于纳米木基人工SEI的离子通量调节器具有高性能和可扩展性，因此为解决目前LMB寿命短的问题提供了一种有前途的解决方案。
未来的研究重点应放在通过结构工程和精确修饰来重新设计纳米木，从而将自然结构的优势充分发挥到实际电池中去。
参考文献
Yun Lu, et al, Natural Wood Structure Inspires Practical Lithium−Metal Batteries, ACS Energy Lett. 2021
DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00629
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00629
