图1使用固相途径进行表面预处理的示意图。(A)在锂金属上的压印改性工艺。(B)通过滚压工艺制造LbaseI Li。(C)将玻璃纤维布直接涂覆在铜箔上，以提供无枝晶的锂沉积物。(D)通过高温合金工艺制造锂锶负极的示意图。(E)GF-LiF-Li及其对锂金属负极保护作用的示意图。@The Authors由于SEI由固体组成，固相方法是预处理锂金属负极表面的最简单和最直接的策略，其中研究人员通常只是用另一种预先设计的固体替换或增强自然形成的SEI。这里有三种代表性的表面预处理工艺。机械加工是实现无枝晶锂金属负极的简单、可加工且成本有效的工艺。高延展性的Li金属可以通过大的机械应变容易地模制或变形以形成表面图案。通过扩大锂金属的表面积，图案化表面可降低锂金属表面上的电流密度，并减少电池运行期间锂枝晶的形成。除了对锂金属进行直接物理处理之外，将制备好的自支撑膜用作人工SEI将是提高锂金属负极电化学性能的一种有趣的方法。由无机组分组成的膜显示出对Li金属优异的化学稳定性，并且物理抑制枝晶形成。碳基材料经常被用作这种无机材料。具有优异机械变形性和低密度的有机涂层是稳定锂金属负极的另一种有希望的候选物。此外，有机-无机复合层也被提出，以同时提供快速的Li+离子扩散、高模量和良好的形状适应性。设计金属锂与固体之间的化学反应也是构建具有高离子电导率和高机械性能的人工SEI的有效方法。富锂合金具有高的Li+离子扩散系数，并且已经证明有利于改善电极/电解质界面处的Li+离子扩散。图2使用液相途径进行表面预处理的示意图。(A)表面处理策略通过各种溶液铸造方法，包括浆铸、浸没、滴注和喷铸。选择(B)高极性DMSO来溶解金属氟化物（如SnF2、InF3和ZnF2），这对在Li金属上形成均匀和稳定的BSLs至关重要。(C)设计聚合物-无机SEI使用RPC前体而不是电解质触发与Li的化学反应。(D)金属负极（MA）表面SEI的剥离和电镀。(E)在1.0 M LiTFSI-DOL/DME电解质中，加入0.02 M Li2S5-5.0 wt% LiNO3混合添加剂，通过电化学方法在Li片上进行原位SEI构建。@ The Authors利用液体的流动性及其溶解化学品或分散胶体材料的能力，可以通过液相策略在锂金属负极的表面上构建均匀且成分可调的人工SEI。因此，在电池组装之后，锂金属负极和电解质之间的直接接触可以被这种预先形成的人造SEI限制，导致电解质和锂金属的消耗减少，防止不均匀的锂沉积，并抑制枝晶形成。溶液浇铸法，包括浸渍法、滴涂法、刮涂法和旋涂法，已经被开发为一种简单且可重复的方法来产生功能性阻挡层，以避免电解质衍生的SEI的缺点。许多预先合成的材料，包括有机、无机和有机-无机复合材料，可以容易地涂覆在锂金属负极上而没有任何化学反应，有效地增强SEI的机械强度以阻挡Li枝晶，并使得Li+离子均匀地流过涂层，具有可控的界面电阻。此外，由于金属Li的高反应性，在Li和液体试剂之间可以发生氧化还原反应，原位产生与锂金属负极更紧密接触的人造SEI。因此，与液体化学反应的方法提供了根据需要精细控制人工SEI的组成和实现梯度结构的可能性。最后，科研人员已经提出了电化学处理工艺，以在专门设计的具有特定参数(包括电解质配方、电压、操作温度等)的电化学环境下制造理想的SEI。因此，与通过直接涂覆或常规化学预处理合成的单组分(或双组分)保护涂层相比，这些电化学构建的SEI具有更复杂的组分和结构。
2023-05-12
锂电联盟会长62690
18918818796
