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SnO₂通過轉化和合金化反應存儲鋰，被認為是最典型的負極材料之一，并在機理探索和性能調整方面得到了廣泛的研究。然而，在 SnO₂電極上形成的固體電解質中間相 (SEI) 的結構及其演化過程很少被關注且仍然知之甚少。

在此，華南理工大學胡仁宗教授等人全面研究了SnO₂薄膜電極的SEI組成和結構演變。通過飛行時間二次離子質譜（TOF-SIMS）可以在基于SnO₂的電極中觀察到SEI的雙層混合結構，由靠近電解液的外部有機SEI (O-SEI) 層和靠近SnO₂電極的內部無機SEI (In-SEI) 層組成。

多尺度觀察揭示了合金化反應后的SEI積累和有機層在去轉化反應以上電位時的明顯溶解，這導致無機層直接暴露在電解液中，從而變得厚實和不均勻。破碎和厚的SEI導致容量快速衰減和97.5% 的低庫侖效率 (CE)。

圖1. SEI的TOF-SIMS表征及SnO₂電極的結構演變

因此，作者證明了當SnO₂電極預涂有LiF或Li₂CO₃時，會誘導形成堅固且薄的 SEI層并在連續循環中穩定，從而提高循環穩定性并將CE提高到99.5%。

這項工作為 SnO₂負極上的SEI演化機制增加了新的見解，強調了在開發高性能負極中形成堅固SEI膜的重要性，并提出了一種為鋰離子電池制造高性能金屬氧化物負極的有效策略。

圖2. SnO₂、SnO₂-LiF和SnO₂-Li₂CO₃電極的SEI形成過程和結構演變

Multiscale Observations of Inhomogeneous Bilayer SEI Film on a Conversion-Alloying SnO₂ Anode, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202101111

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