锂金属电池性能、寿命或全面提升？关键就在于这一全新发明……

凭借着更高的能量密度，锂金属受到了越来越多科学家的关注，他们希望用锂金属替代石墨作为阳极，从而构建性能更佳的电池系统。

然而，锂金属阳极是不稳定的，很容易与电解质反应形成固体电解质界面（SEI）。不幸的是，天然SEI极其脆弱而且易碎，会导致电池的寿命和性能较差。

据了解，SEI的作用就像一个守护者，允许锂离子自由进出阳极。当电池还是新电池时，SEI在第一次充电周期形成，理想情况下在电池的预期寿命内保持稳定。但是在电池老化之后，再细看内部，通常会发现负极上有大量固体锂的堆积，这会导致性能下降。

有鉴于此，清华大学的研究人员研究出了一种天然SEI的替代品，它可以有效地减轻电池系统中的副反应。答案就是ASEI（人工固体电解质界面）。ASEI纠正了一些困扰锂金属阳极的问题，使其更安全、更可靠、甚至更强大，可以更安心地用于电动汽车和其他类似应用。

最新研究结果已于近期发表在了《能源材料与设备》（Energy Materials and Devices）上。

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研究人员说，“电池技术已经彻底改变了我们的生活方式，与每个人的生活密切相关。为了实现真正的无碳经济，需要性能更好的电池来取代目前的锂离子电池。而锂金属电池（LMBs）就是这样的候选者。”

为了改进锂金属阳极，研究人员发现有必要让锂离子均匀分布，这有助于减少电池负电荷区域的沉积。这将减少枝晶的形成，从而防止过早衰减和短路。

此外，创造一种更容易让锂离子扩散的方法，同时减少电极和电解质界面之间的反应，这有助于在电池循环过程中保持结构的物理和化学完整性。研究人员指出，最具潜力的策略是聚合物ASEI层和无机-有机杂化ASEI层。

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他们解释称，聚合物层的设计具有充分的可调整性，其强度和弹性易于调节。聚合物层也具有与电解质相似的官能团，这使得它们非常相容。这种兼容性是天然SEI缺乏的主要性能之一。无机-有机杂化层则在减少层厚和显著改善层内组件分布方面表现最好，从而提高了电池的整体性能。

研究人员任务，ASEI层的未来是光明的，但需要一些改进。他们主要希望看到ASEI层在金属表面的附着力得到改善，这将进一步提高电池的功能和寿命。

另外需要注意的是结构和层内化学的稳定性，以及最小化层的厚度以提高金属电极的能量密度。他们说，一旦这些问题得到解决，改进锂金属电池的道路就会铺平。