作為一種典型的電沉積過程，Li沉積的形貌本質上取決于晶體結構。作為一種體心立方（bcc）晶體，Li通常表現出低折射率晶面（110）和高折射率晶面的（200）、（211）。由于Li原子在Li（110）平面上的Li原子遷移勢壘比在Li（200）平面上低得多，因此通常認為Li（110）面比其他晶面更不容易生長枝晶。因此，構建（110）取向的Li沉積是實現高性能LMBs的有效策略。

在此，西安交通大學丁書江教授團隊報道了一種高通量固體電解質界面（SEI）策略，即使在（200）取向的Li襯底上也能引導（110）優選的Li沉積。即在Li電結晶過程中，擴展了Bravais規則和Curie-Wulff原理，使SEI工程與擇優取向之間的關系解耦。

此外，多光譜技術與動力學分析相結合表明，高通量CF₃Si（CH₃）₃（F₃）誘導的具有高LiF和-Si（CH₃）₃含量的SEI（F₃-SEI）可以巧妙地加速Li⁺傳輸動力學，并確保低于SEI的Li⁺濃度足以引導Li（110）取向。誘導的Li（110）可以進一步促進Li原子的表面遷移，以避免尖端聚集，從而導致Li的平面、無枝晶形態。

圖1.鋰沉積的晶體學分析

總之，該工作通過SEI工程有效地誘導了(110)晶面取向的鋰沉積，采用簡單的CF₃Si(CH₃)₃溶劑滴加形成高通量SEI，加速了Li⁺的傳輸動力學，促進了Li⁺在SEI上的表面遷移。形成的Li(110)能進一步加速Li原子在Li表面的表面遷移。根據Bravais規則和Curie-Wulff原理，充分而均勻的Li⁺供給可以形成平行于Li襯底的平面。

此外，F₃SEI具有336天以上的晶體定向加速調節能力，以及扣式和軟包全電池具有優越電化學性能。總之，該項工作證明了通過SEI工程有效控制Li晶體取向的可行性，加深了對沉積過程中Li晶體學的理解，并促進了LMBs的工業化進程。

圖2. 扣式與軟包全電池的電化學性能

Directing (110) Oriented Lithium Deposition through High-flux Solid Electrolyte Interphase for Dendrite-free Lithium Metal Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202309622