摘要：锂金属电池（LMB）因其高能量密度被视为下一代可充电电池的有力竞争者。然而，锂与非水电解质之间的反应容易形成锂枝晶，这不仅引发安全隐患，还会导致容量迅速下降。

锂金属电池（LMB）因其高能量密度被视为下一代可充电电池的有力竞争者。然而，锂与非水电解质之间的反应容易形成锂枝晶，这不仅引发安全隐患，还会导致容量迅速下降。

为了提升LMB的循环寿命和倍率性能，构建一个稳定的固体电解质界面（SEI）至关重要，但技术上颇具挑战性。

最近，华南理工大学丘勇才教授（于2023年12月不幸去世，享年40岁）、严克友教授、中科院物理所李泓教授及浙江工业大学陶新永教授等合作发现，在商用含LiPF6的碳酸盐电解液中加入过量的m-Li2ZrF6纳米颗粒有助于在电压驱动下释放大量ZrF6²⁻离子，进而转化为t-Li2ZrF6，并原位生成具有高锂离子电导率的稳定SEI。

研究指出，通过计算和低温透射电子显微镜分析，富含t-Li2ZrF6的SEI显著提升了锂离子迁移效率并抑制了锂枝晶生长。实验显示，使用LiFePO4正极（面积负载为1.8/2.2 mAh cm⁻²）、三维锂碳负极（50 μm厚的锂）以及基于Li2ZrF6的电解质组装的LMB，在经历3000次循环后仍能保持超过80%的容量。

这项成果发表在最新一期《Nature》杂志上，标题为“Li2ZrF6-based electrolytes for durable lithium metal batteries”。

该研究的第一作者是丘勇才教授课题组的博士毕业生徐庆帅，共同第一作者包括华南理工大学的Li Tan和温州大学的Ju Zhijin。论文由华南理工大学领导完成，其他贡献者来自多个机构。

此外，本研究得到了多项基金的支持，包括国家自然科学基金、广东省创新创业团队项目等。丘勇才博士在国际顶级期刊上发表了90多篇论文，SCI引用次数超过4500次，其研究方向涵盖了光/电/热催化、原位电镜表征及电化学储能器件等领域。

该研究表明，利用m-Li2ZrF6转化为t-Li2ZrF6构建SEI不仅能有效阻止电子击穿SEI从而抑制电解液分解，还能提供高效的Li⁺迁移路径，提高电池的倍率性能。

更重要的是，这种策略有助于诱导锂均匀沉积，进一步增强电池的安全性。因此，采用m-Li2ZrF6纳米添加剂的Li||LiFePO4电池能够在普通商业碳酸酯电解液中以2C的倍率稳定循环3000次，同时保持较高的容量保留率。

这一发现为开发耐用的LMB提供了新的视角和材料选择。

来源：研究生的酸甜苦辣咸