雙離子電池（DIBs）采用無鈷/無鎳正極，特別是石墨正極，由于其成本效益和可持續性，從長遠來看是非常有前景的儲能系統。然而，由于電解質的氧化分解和體積膨脹，石墨正極在高電位負離子儲存過程中結構穩定性差。

在此，蘇州大學鄭洪河、曲群婷、邵杰等人提出了一種人工正極/電解質界面（CEI）策略，通過界面氫鍵將多磷酸（PPA）納米薄膜緊密地植入天然石墨（NG）顆粒上。

電化學實驗結果表明，改性石墨正極具有充放電可逆性增強、電極反應動力學加快、電阻降低、自放電減速、循環壽命延長等特點。

圖1. NG@PPA正極的電化學性能

具體來說，PPA納米膜通過界面氫鍵化學均勻而緊密地錨定在石墨顆粒表面，有助于形成薄、光滑以及柔性的CEI，有效減緩電解液的分解，保護內部層狀石墨在高壓循環(5 V vs Li+/Li)過程中的結構退化。

更有趣的是，實驗和密度泛函理論(DFT)計算結果都表明，PPA與粘結劑聚二氟乙烯（PVDF）通過分子間氫鍵（O-H-F）表現出強烈的相互作用。由于PPA與內部石墨顆粒和周圍PVDF粘結劑的橋接作用，大大提高了石墨正極的力學穩定性。相應的，石墨正極在DIBs中表現出加速的擴散/反應動力學和較長的循環壽命。

這種基于PPA的人工CEI具有復雜的官能團，可同時與內部活性組分和周圍的電極粘合劑進行化學鍵合，為通過界面化學開發DIBs提供了一種新的策略。

圖2. DFT計算

Ultrafast Charge and Long Life of High-Voltage Cathodes for Dual-Ion Batteries via a Bifunctional Interphase Nanolayer on Graphite Particles，Small ?2023 ?DOI：10.1002/smll.202206360