使用具有可調(diào)物理化學(xué)性質(zhì)的二維材料構(gòu)建人工界面層是制備高性能鋰（Li）金屬陽極的一種有效策略。然而，它們在固體電解質(zhì)界面（SEI）形成過程中的結(jié)構(gòu)演變以及厚度對電荷傳輸?shù)挠绊懭圆幻鞔_。在此，北京航空航天大學(xué)Gong Yongji、西北工業(yè)大學(xué)Wang Tianshuai、天目山實驗室Zhai Pengbo在銅箔表面合成不同厚度的2D g-C3N4層，以評估人工SEI對Li金屬沉積的厚度影響。
本文要點：
1) 結(jié)果表明，薄的g-C3N4層（≈2nm）在鋰離子通量的影響下迅速分解和斷裂，而厚的g-C3N3層（約50nm）阻礙了鋰離子和電子的同時傳輸，阻礙了鋰金屬沉積。此外，具有中等厚度（≈10nm）的g-C3N4層促進(jìn)了g-C3N4/Li3N雜化人工SEI的原位生成，并實現(xiàn)了快速的鋰離子傳輸，從而誘導(dǎo)了均勻的鋰沉積。
2) 由中等厚度的g-C3N4層保護(hù)的鋰電極表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，在超過380次循環(huán)中具有≈98.92%的高平均庫侖效率，并且能夠在50%過量鋰和貧電解質(zhì)的情況下實現(xiàn)全電池的穩(wěn)定循環(huán)。
Pengbo Zhai et.al Thickness-Dependence of 2D g-C3N4 Artificial Interface Layers on Lithium Metal Deposition Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302730
https://doi.org/10.1002/aenm.202302730
