固体电解质界面层（SEI）的稳定性是促进锂（Li）金属电池（LMBs）发展的关键。然而，制造稳定的SEI层受到不可控的结构、性能和功能的严重困扰。
近日，山东大学李国兴教授报道了开发了一种有序的富LiF和亲锂的杂化Janus界面相（LiF-HJI）来稳定锂金属负极。
文章要点
1）研究人员通过在双(2-甲氧基乙基)氨基硫代三氟化物（D-F）溶液中简单浸泡锂金属，以控制下晶体LiF层和上Li双(2-甲氧基乙基)氨基硫化物（Li-MAS）有机层的可控生长而得到LiF-HJI。
2）LiF和Li-MAS的诱人特性以及有序和层状结构赋予了LiF-HJI独特的性质。致密的晶体LiF层具有均匀的晶粒分布，不仅提供了所需的机械硬度和与Li金属的高界面能，而且Li离子在LiF晶界上的传输也是快速而均匀的。而Li-MAS层中含有类似PEO的有机链，有效地促进了锂离子的转移，并且Li-MAS层中的极性官能团（C-N，C-O，N-S）具有极强的锂离子亲和力，引导了锂离子的均匀分布。同时，这种有机层提高了LiF-HJI的柔韧性，起到了“应力释放”层的作用，防止了LiF下层在镀锂/剥离过程中的开裂。
3）实验结果显示，在多功能LiF-HJI的保护下，锂金属在潮湿空气（≈50%相对湿度）中具有显著提高的稳定性，并且锂金属负极在没有Li枝晶生长的恶劣条件下表现出优异的循环稳定性，包括高电流密度（10 mA cm−2）、高沉积容量（6 mA h cm−2）和高倍率（5 C）。采用LiF-HJI保护的锂金属（LiF-HJI@Li）负极和商品化LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）正极的全电池表现出良好的循环稳定性和容量保持率（300次循环后容量保持率为80.1%），平均CE为99.67%。即使在贫电解液条件下（例如，3 g Ah−1），全电池仍表现出稳定的循环性能，具有显著提高的容量保持率。
参考文献
Guoxing Li, et al, High Interfacial-Energy and Lithiophilic Janus Interphase
Enables Stable Lithium Metal Anodes, Small, 2021
DOI: 10.1002/smll.202102196
https://doi.org/10.1002/smll.202102196
