锂（Li）沉积纳米结构中的无序相具有极大的吸引力，但Li生长的不可控和不稳定，以及结构中纳米尺度的表征等问题一直阻碍着其发展。

近日，北京大学陈继涛教授报道了利用冷冻电镜（cryo-TEM）充分表征了非晶态锂（ALi）团簇的结构，同时有效调控杂原子活化的电负性位点和先进的固体电解质界面层（SEI）。

文章要点

1）杂原子活化的电负性中心能够增强Li⁺和掺杂杂原子的类石墨烯薄膜（HDGs）之间的静电相互作用，这实现了更低的Li扩散势垒和更大的结合能，结果显示，氟乙烯碳酸-酯基（FEC-酯）和LiNO₃-醚基（LiNO₃-醚）电解质在0.1 mA cm⁻²下的成核过电位分别低至13.9和10 mV。

2）由富含无机元素的有序多层SEI结构组成，可实现快速的离子传输和持久的能力，从而实现高度可逆和长期的镀锂/剥离循环。ALI团簇负极具有非晶态，可进行2800次以上的超稳定无枝晶循环。在优化的电解液中，LiFePO₄（LFP）（LFP-ALi-HDGs-N||LiFePO₄[LFP]）全电池也能生长稳定的ALi簇，在0.1 C下容量分别达到165.5和164.3 mAh g⁻¹，0.2 C循环150次后容量保持在93%和91%，因此有效地调节了ALi簇的结构活性、电化学可逆性和优异的性能。

参考文献

Shizhi Huang, et al, Effectively Regulating More Robust Amorphous Li Clusters for Ultrastable Dendrite-Free Cycling, Adv. Sci. 2021

DOI: 10.1002/advs.202101584

https://doi.org/10.1002/advs.202101584