崔光磊/董杉木InfoMat：揭示SEI结构对界面稳定性的关键影响

固体电解质界面 (SEI) 在确定界面稳定性方面起着关键作用，这反过来又会影响锂金属负极的电镀/剥离过程。目前大量研究集中在SEI的组成对界面稳定性的贡献上，有关SEI结构的研究很少。

在此，中科院青岛能源所崔光磊研究员、董杉木研究员等人通过稀释电解液 (1 M LiTFSI-PC) 和超浓缩电解液 (8 M LiTFSI-PC) 的综合比较来说明SEI结构的重要性。

原位光学和原子力显微镜（AFM）观察表明，在浓缩电解液中可以得到光滑紧凑的集成SEI层的锂负极，实现了均匀电镀。然而，X射线光电子能谱（XPS）和分子动力学模拟表明，与一般理解相反，在两种电解液中循环的锂负极的SEI成分几乎相同。

图1. 锂金属在具有不同电解液的Li|Li对称电池中的原位沉积形态

通过二次离子质谱 (SIMS) 的深入分析表明两种电解液SEI的结构非常不同。在浓电解液中，SEI层是一个厚度超过数百纳米的骨架区域，层结构紧凑，这主要是由于界面层的溶解度降低和优异的形成动力学。

这些结果表明电镀/剥离性能的提高归因于SEI结构的改变，而不是SEI的成分，这为锂金属电池中超浓缩电解液的优异性能提供了新的认识。

图2. 锂负极循环后的SIMS光谱及SEM表征

Uncovering the critical impact of the solid electrolyte interphase structure on the interfacial stability, InfoMat 2021. DOI: 10.1002/inf2.12249

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