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高能量密度鋰金屬電池的穩定性取決于金屬負極固體電解質界面(SEI)的均勻性。由于對SEI結構和成分均勻性認識的不足，阻礙了其發展。

在此，北京理工大學黃佳琦教授團隊證明硝酸異山梨酷(ISDN)添加劑在局部高濃度電解質中形成的SEI雙層結構可以改善SEI的均勻性。在雙層SEI中，ISDN產生的LiNOy占據頂層，LiF占據底層，靠近負極。雙層SEI顯著提高了鋰沉積的均勻性，降低了電解質的消耗率。實際條件下，雙層SEI的鋰金屬電池循環壽命是普通陰離子衍生SEl金屬電池的3倍。

圖1. 不同電解質下沉積形成的SEl的表征

總之，該工作揭示了硝酸鹽可在LHCE中形成的雙層SEI，其中ISDN衍生的LiNOy分布在頂層，LiF在底層靠近Li金屬負極。雙層SEl改善了沉積的均勻性，減輕了電解質與金屬負極之間的副反應，減少了長循環中電解質的消耗。在實際條件下，雙層SEI電池的壽命是裸陰離子衍生SEI電池的3.2倍。在電池水平上具有430Wh kg^-1比能量的LiNCM811軟包電池可實現173個穩定循環。

因此，本工作論證了合理的SEI結構對提高SEI均勻性的積極作用，對實際高能量密度金屬電池SEl的設計具有啟發意義。

圖2. ISDN-LHCE軟包電池的電化學性能

Reforming the uniformity of solid electrolyte interphase by nanoscale structure regulation for stable lithium metal batteries, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI:10.1002/anie.202306889

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黃佳琦團隊Angew.：通過均勻的納米結構調控穩定鋰金屬電池固體電解質界面

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