不稳定的固电解质界面（SEI）层和有害的锂枝晶生长是开发锂金属电池面临的主要挑战。

近日，广西大学Xiong Pu报道了开发了一种用于稳定锂金属负极的高度自愈和单离子导电的人工SEI（SS-ASEI）层。

文章要点

1）研究人员通过动态交联聚二甲基硅氧烷（记为SS-PDMS）制备出聚合物SS-ASEI层，并通过添加纳米SiO₂作为增强填料（记为SS-PDMSSiO2）进一步优化。

2）研究发现，SiO₂的引入有助于显著提高材料的离子导电性和力学性能。而交联中心既起到了来自动态Al-O键的自愈合能力，又起到了Al(OR)₄^-基团负电荷对锂离子的选择性作用。

3）优化后的SS-ASEI薄膜（SiO₂含量为7wt%）具有优异的综合性能，自愈合效率达96%，离子电导率为0.13×10^-4 S cm^-1，锂离子转移数为0.71。在锂金属负极上涂覆SS-ASEI膜后，在0.5 mA cm^-2、1.0 mAh cm^-2截止容量下可稳定电镀/剥离1340 h。此外，在商用NCM811（LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂）正极电池中，SS-ASEI修饰的负极的倍率性能和循环性能均优于未修饰的锂金属负极。

4）SS-ASEI的这些优良性能归因于其调节Li沉积、促进Li电镀/剥离动力学和抑制枝晶生长的能力。

参考文献

Caiyun Chang, Yuan Yao, Rongrong Li, Zi Hao Guo, Longwei Li, Chongxiang Pan, Weiguo Hu and Xiong Pu, Self-Healing Single-Ion-Conductive  Artificial  Polymeric  Solid  Electrolyte  Interphases  for  Stable Lithium  Metal  Anodes, Nano  Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106871

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106871