近日，材料与能源学院（云南省先进能源材料国际联合研究中心）郭洪教授团队在材料类期刊Materials Today（影响因子31.04）发表新型SEI/CEI双界面协同调控保护高镍固态锂金属电池最新进展“Adaptable SEI/CEI Dual-Layer Enabling Remarkable Performance of High-Nickel Solid-State Lithium Batteries” (https://doi.org/10.1016/j.mattod.2023.02.011)。博士生刘清同学为论文第一作者，郭洪教授为通迅作者。

固态锂金属电池以其独特的高安全性及高能量密度优势而受到广泛关注，然而其界面复杂的科学问题一直是高稳定固态电池的研究难点。设计和开发双界面协同调控策略，重点解决界面稳定性和能量密度的双重挑战，揭示双界面相改性保护机制，这对改善固态电解质与电极材料的兼容性以及提升固态电池的循环性能具有重要意义。

针对目前传统的界面改性策略难以兼容高界面稳定性和高能量密度的现状以及面临的问题，并结合前期的研究基础（Hong Guo*, et. al, Nano Energy, 2022, 106756; Energy Storage Mater., 2021, 139; Adv. Funct. Mater., 2021, 2101019; ACS Energy Lett., 2020, 1022），郭洪教授团队通过原位聚合合成一种新型1, 3-二氧环戊烷（DOL）基多功能凝胶电解质GPE，在化学诱导作用下自发于高镍正极侧构筑富集抗氧化性强的无机化合物正极电解质界面相（CEI）和锂负极侧梯度型富含机械坚固、离子导高的LiF固体电解质界面相（SEI）。同时，协同调控双界面处锂离子均匀扩散与电荷转移的动态平衡，有效抑制电化学副反应、负极锂枝晶生长及高镍正极材料开裂，解决高镍固态锂金属电池接触失效及电化学兼容性差的科学问题，从而实现更高的倍率性能及长循环寿命。此外，这项工作采用了多种原位表征手段（原位红外、拉曼、光学显微镜）结合DFT理论计算，全面分析并揭示了CEI和SEI结构中的关键作用，并为双界面保护层的形成和保护机制提供基本的理解，为高镍固态电池实际应用提供了广阔的前景。

图1. 高镍固态锂金属电池双界面保护设计及应用

该研究成果得到国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、省先进能源材料国际联合研究中心、省高校全固态离子电池重点实验室、云天化股份有限公司及云南大学“双一流”学科建设项目的支持。

供稿：材料与能源学院

编辑：张寿娟

责任编辑：李哲