實現高壓固態鋰金屬電池的穩定循環對于具有高能量密度和高安全性的下一代可充電電池至關重要。然而，迄今為止正/負電極中復雜的界面問題阻礙了其實際應用。

在此，北京化工大學陳仕謀教授團隊為了同時解決這種界面限制并在電解質中獲得足夠的Li⁺導電性，通過簡單的表面原位聚合（SIP）在正極側開發了一個超薄和可調節的界面，實現了持久的高電壓耐受性和鋰枝晶的抑制。

集成的界面工程制造了一個具有優化界面相互作用的均勻的固體電解質，有助于控制鎳鈷錳酸鋰和聚合物電解質之間的界面相容性，同時還能防止鋁制集流體的腐蝕。

圖1. SIP-NCM的作用機制

通過SIP技術為固體聚合物電解質構建持久可調的界面涂層，該涂層對富鎳正極和高能金屬負極都顯示出良好的兼容性，并同時具有持久的耐高壓性和抑制鋰枝晶的能力。

對基本機制的深入了解表明，SIP衍生的均勻涂層具有優化的界面相互作用，促進了各種NCM正極和聚合醚/LiTFSI電解液之間的界面兼容性，同時也提高了Al集電器的耐腐蝕性。

因此，它成為一種有前途的高壓涂層候選材料，使NCM||Li全電池和Na₃V₂(PO₄)₃(4.2V)||Na電池具有良好的長循環穩定性。此外，SIP策略可以成為構建雙層電解質的一種便捷方法。形成的雙層電解質結構可以方便地調整固體電解質的組成，并有助于功能添加劑的持續緩釋效果，這對穩定兩個電極是有利的。

研究還證明，SIP衍生的涂層含有短鏈聚醚成分，由于其強大的短鏈螯合能力，增強了緩釋效果。所提出的SIP使NCM811(4.3 V)||Li全電池成功地形成了高質量的涂層，在高電流密度下具有出色的無枝晶操作和突出的長期循環穩定性。該SIP為開發固體聚合物電解質和界面工程提供了新的指導，以實現高電壓和高能量的金屬電池技術。

圖2. SIP-NCM全電池的電化學性能

Durable and Adjustable Interfacial Engineering of Polymeric Electrolytes for Both Stable Ni-Rich Cathodes and High-Energy Metal Anodes, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202300982