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鋰金屬負極（LMA）一直是制造高能鋰金屬電池（LMB）最有吸引力的候選材料之一，但存在體積變化大、固體電解質界面（SEI）不穩定以及重復鍍/脫鋰過程中枝晶生長等問題，因而實現均勻的鋰沉積至關重要。

在此，上海電力大學閔宇霖教授、徐群杰教授及范金辰副教授等人采用簡便的涂層策略在鋰負極上形成具有網絡結構的超薄芳綸納米纖維 (ANF) 膜，作為抑制鋰枝晶生長的人工層（ANF-Li）。

結果表明，在50 mA cm^-2的超高電流密度下，含人工層的Li對稱電池可以保持超過300小時的穩定循環。ANF-Li|LiFePO₄全電池在1C下1200次循環后顯示出80.1% 的高容量保持率，顯示出在高能LMB的應用潛力。

圖1. ANF-Li的合成過程

將實驗結果與理論計算相結合，作者探索了ANF-Li負極優異性能的儲能機制。親鋰極性官能團（C=O，N-H）出現在ANF膜的表面和結構中，為鋰離子提供高濃度的功能位點，實現分子水平的有效粘附，這項工作還首次發現了纖維狀鋰沉積。

此外，ANF膜的納米級孔隙率不僅為電解液的擴散和鋰離子的運輸提供了快速的途徑和通道，而且消除了微米級鋰枝晶穿透膜的“薄弱環節”。這項工作可以為提高LMA的電化學性能提供一條實用的新途徑。

圖2. 基于ANF-Li負極的全電池的電化學性能

In Situ Construction of Aramid Nanofiber Membrane on Li Anode as Artificial SEI Layer Achieving Ultra-High Stability, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102347

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閔宇霖/徐群杰/范金辰Small：鋰負極上原位構建人造SEI層實現超高穩定性

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