麦立强/徐林AEM：原位构建拓扑SEI层，助力固态锂金属电池500次循环！

由于阻抗和机械强度之间不可调和的矛盾而产生的不相容界面层，已经成为固态锂金属电池（SSLMB）实际应用的主要障碍之一。

图1. SSLMB中不同SEI的原位形成示意图

武汉理工大学麦立强、徐林等通过采用合理的拓扑设计的解耦策略，利用合成的固态聚合物电解质原位构建了一个拓扑聚合物增强的界面层，以调和机械强度与Li⁺传输界面激活能之间的矛盾。具体而言，合成的交联聚(1,3-二氧戊环)基固态聚合物电解质(CPDOL-SPE)具有优异的电化学性能，如高离子电导率、高t_Li+和高氧化稳定性，显示了电池应用的巨大潜力。此外，形成的拓扑界面层表现出Li+的快速扩散动态，抑制了SEI层的裂缝，并有效地抑制了进一步的副反应。

图2. 具有拓扑结构SEI的锂/锂对称电池的性能

结果，凭借拓扑界面层的形成，可以实现超过3000小时的高度稳定和可逆的锂沉积/剥离行为。此外，基于CPDOL-SPE的电池在采用LiFePO4正极和实用的锂金属负极的情况下，在500次以上的循环后也实现了95.1%的容量保留。总体而言，这种构建拓扑界面层使机械强度和Li⁺传输激活能脱钩的设计策略为实现实用的SSLMB提供了一个可行的范式。

图3. 全电池性能

In Situ Topological Interphases Boosting Stable Solid-State Lithium Metal Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202204411

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