在锂负极上构建人工界面层被认为是稳定锂金属负极的有效策略。然而，到目前为止报道的大多数是直接在锂箔上进行的，由于金属锂的高反应性，通常需要惰性环境保护和专用试剂的严格反应条件。此外，锂表面不均匀的锂离子通量应该通过强大的界面层材料更有力地定制。

鉴于此，斯坦福大学崔屹与华中科技大学李会巧团队将石墨烯类碳氮化物（GCN，g-C₃N₄）用作Li+的调制材料，开发了一种全新的可自转移策略来制造用于Li负极的界面层，且没有任何惰性气氛保护和化学试剂的限制。

g- C₃N₄以集成膜的形式使用，并且通过形成Li-N键在电极/电解质界面处起到连续Li+调制层的作用。g-C₃N₄中N物质高达53.85 wt％，能够提供相当多的与Li离子相互作用的位点。此外，g- C₃N₄具有典型的层状结构，其中层之间的弱范德华力确保易于剥离成几层纳米片以暴露更多表面位点，而强共价面内相互作用有助于单个层的完整性，剪切模量高达≈21.6GPa。

g- C₃N₄ Li+调制层是通过简单的两步法成功建立，首先真空过滤g-C₃N₄悬浮液在隔膜上形成薄膜（空气中），然后仅在正常电池组装过程中通过电解质润湿将薄膜自动转移到Li负极表面。这种技术避免了对Li的直接操作，因此不需要特殊保护，并且对化学试剂几乎没有限制。通常认为与金属Li不相容的各种价廉溶剂如水、乙醇等可代替昂贵、有毒和Li-惰性溶剂如四氢呋喃。在g-C₃N₄界面层存在下，丰富的N物种能够形成瞬态Li-N键以有效地均化负极表面附近的Li+分布，并通过减少锂去溶剂化所消耗的能量来降低成核过电位，并且g-C₃N₄中丰富的结构缺陷和纳米孔能够促进离子传输过程。因此，配备有这种g-C₃N₄ Li+调制层的Li负极在高电流密度和容量下平滑沉积，900个循环的CE超过99％，超过以前大多数的工作。

Yanpeng Guo, Ping Niu, Yayuan Liu, Yan Ouyang, Dian Li, Tianyou Zhai, Huiqiao Li, Yi Cui, An Autotransferable g‐C3N4 Li+‐Modulating Layer toward Stable Lithium Anodes. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201900342

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201900342