锂（Li）金属一直被认为是可充电电池的最终负极，但其存在循环寿命低、安全隐患等缺点，严重阻碍了其实际应用。

近日，吉林大学魏英进，Yizhan Wang报道了提出了一种具有表面凹坑形貌的刚性/柔性复合保护膜（命名为“SPF”），作为锂金属负极的电镀主体和人工SEI。

文章要点

1）一方面，SPF膜起到了电解质阻隔层的作用，隔离了Li金属与电解质溶剂的直接接触。同时，表面凹坑还促进了电解质的渗透，从而使电解质/电极界面快速稳定。另一方面，由于独特的表面凹坑结构，Li不仅可以通过SPF膜在衬底上镀膜，而且可以沉积在薄膜的表面凹坑中。

2）这两种沉积机制实现了较大的沉积面积，使得SPF保护的锂金属（SPF@Li）在高电流密度下能够稳定循环。此外，无机添加剂提高了薄膜的机械模量，使其具有足够的柔韧性和硬度来抑制Li枝晶的生长。

3）实验结果表明，SPF@Li电极可在10.0 mA cm⁻²的大电流密度下工作1000 h以上，与LiFePO₄（LFP）或硫（S）正极配对，电池性能得到显著提高，从而显示了SPF@Li在锂金属电池中的巨大潜力。

参考文献

Di Yang, et al, A Rigid-Flexible Protecting Film with Surface Pits Structure for Dendrite-Free and High-Performance Lithium Metal Anode, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02709

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02709