固体电解质界面（SEI）在稳定可充电电池锂（Li）金属负极中起着至关重要的作用。然而，其电解质衍生的SEI稳定性较差，导致Li枝晶生长，电解质消耗，循环寿命短等缺点。

近日，美国加州大学圣地亚哥分校Zheng Chen报道了通过PVDF-聚丙烯腈（PAN）共混物的相分离，制备了一类可稳定锂金属负极的多孔亲锂聚合物涂层。

文章要点

1）这种多孔的PVDF−PAN保护层可以提供简单的Li⁺扩散通道，并促进均匀的Li⁺通量。同时，PVDF−PAN中的C≡N的极性官能团增强了与Li的结合能，可以用来均匀Li₊的分布，从而促进Li的均匀沉积。此外，Li⁺在PVDF表面较高的迁移能有利于Li⁺通过PVDF−PAN层，导致Li的快速沉积/剥离。

2）结果表明，PVDF−PAN保护层具有较高的机械强度和弹性，能够承受循环过程中锂金属的体积波动，抑制Li枝晶的生长，降低电解液的消耗。因此，这种具有相分离和极性官能团的保护层不仅提高了Li的均匀沉积，而且加速了Li⁺在循环过程中的扩散。

3）实验结果表明，基于PVDF−PAN-Li的LINCM811全电池表现出优异的循环稳定性，150次循环后容量保持率为80.5%，在锂供应有限（N/P=2.4）和高面积容量（4.0 mA h cm⁻²）的贫电解液条件下（7.5 μL m A h⁻¹），CE高达99.5%。此外，采用PVDF−PAN-Cu负极，即使在无负极的Li||LFP全电池中，也能获得稳定的循环（100次）和高的CE（99.4%）。

这项工作为未来高能锂金属电池的锂金属负极保护提供了一种潜在的低成本和实用的方法。

参考文献

Dongdong Wang, et al, Phase-Separation-Induced Porous Lithiophilic Polymer Coating for High-Efficiency Lithium Metal Batteries, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01241

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01241