固體電解質界面（SEI）的成分和結構對于鋰金屬電池（LMB）的穩定循環至關重要。LiF作為SEI的主要成分已被廣泛研究，但Li2O對Li+的擴散勢壘要低得多，因此很少被研究為SEI的主要成分。以Li2O為主的SEI對電化學性能的影響仍然難以捉摸。
近日，南方科技大學Yonghong Deng，Shang-Sen Chi設計了一種超強配位共溶劑化稀釋劑2,3-二氟乙氧基苯(DFEB)，旨在調節溶劑化結構并定制以Li2O為主的SEI，以獲得穩定的LMB。
文章要點
1）在基于DFEB的LHCE(DFEB-LHCE)中，DFEB強烈參與第一個溶劑化殼層，并與FSI?協同作用，形成以Li2O為主的富含無機物的SEI，這與傳統LHCE中形成的以LiF為主的SEI不同。
2）受益于這種特殊的SEI架構，Li||Cu半電池的庫侖效率(CE)高達99.58%、穩定的電壓分布、致密均勻的鋰沉積，以及有效抑制對稱電池中鋰枝晶的形成，都實現了。
3）更重要的是，DFEB-LHCE可以與LFP、NCM811、S正極等各種正極以及Li||相匹配。使用DFEB-LHCE的LFP全電池在650個穩定循環后具有85%的容量保持率，CE為99.9%。尤其是1.5Ah實用型鋰金屬軟包電池，在250次循環后容量保持率高達89%，平均CE高達99.93%。
這項工作揭示了以Li2O為主的SEI的優越性以及通過調節溶劑化結構來定制SEI組分的可行性。
參考文獻
Huipeng Zeng, et al, Beyond LiF: Tailoring Li2O?Dominated Solid Electrolyte Interphase for Stable Lithium Metal Batteries, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.3c07038
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c07038
