全碳石墨炔基（GDY）材料由于独特的结构和杰出的电化学储能性质因而吸引了诸多关注。对GDY电极-电解质界面的演化过程进行直接观察可以为相关的基础研究提供更多见解并指导相关界面调控。最近，中科院化学所文锐研究员借助原位光学显微镜和原子力显微镜对GDY和N掺杂GDY电极界面进行监测并揭示了其SEI膜与锂沉积之间的相互作用。
文章要点
1）研究人员通过使用原位电化学光学显微镜和原子力显微镜揭示了应用于LIBs的GDY基材料的动态电极过程。他们制备了具有经典结构的全碳GDY和具有准确N含量的N-GDY，并进一步利用它们来理解GDY基LIBs的结构与性能之间的关系。
2）研究结果表明类絮状SEI在GDY电极表面会发生不均匀成核和扩散，这种现象会在电池循环过程中不断积累。对于N掺杂的GDY来说，N原子的亲锂性提供了均匀的Li形核位置，SEI中丰富的Li3N的存在进一步促进了Li+扩散，从而使得SEI膜能够均匀演化并发生可逆的锂沉积-剥离过程。研究人员对均匀分布在N-GDY电极/电解质界面上的刚性球形SEI的直接监测阐明了N掺杂对界面稳定性的影响，这有效减少了充电和放电过程中的副反应。
Jing Wan et al, Interfacial Evolution of the Solid Electrolyte Interphase and Lithium Deposition in Graphdiyne-Based Lithium-Ion Batteries, Journal of American Chemical Society, 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c01412
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01412
