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中南大學陳立寶Angew.：反應性聚合物作為人工SEI，助力鋰金屬電池超900次循環！

鋰金屬負極具有最高的理論容量和最低的電化學電勢，是鋰金屬電池（LMB）的理想選擇。然而，負極上鋰枝晶的形成阻礙了LMB的適當放電容量和實際循環壽命，特別是在碳酸酯電解液中。

圖1. APSEI的構建及作用示意

中南大學陳立寶等開發了一種含有羧酸和環醚部分的反應性替代聚合物P(St-MaI)，它可與鋰原位形成人工聚合物固體電解質界面（APSEI）。首先，由于聚合物的柔性，P(St-MaI)@Li層可以適應體積變化并保持良好的界面接觸。第二，具有反應性羧酸和環醚基團的聚合物可以與鋰金屬反應，產生相應的離子傳導聚合物，從而提供光滑的鋰沉積膜。此外，強機械聚合物鏈在抑制鋰枝晶生長方面也起著關鍵作用。

圖2. 電化學特性研究

因此，受益于上述優勢，具有P(St-MaI)@Li層的對稱Li||Li電池可以在1mA cm^-2下穩定循環900h以上，而不會增加極化電壓，此外Li||LiFePO₄全電池在碳酸酯電解液中以1C循環930次后保持了96%的高容量保持率?？傮w而言，這種人工SEI的創新策略可廣泛應用于設計抑制鋰金屬負極上鋰枝晶生長的新材料。

圖3. 電化學性能研究

Reactive Polymer as Artificial Solid Electrolyte Interface for Stable Lithium Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202305287

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