原位构建聚多巴胺-氯化锂杂化人工固体电解质界面实现硫化物基全固态锂金属电池

本文创新性地采用3-羟基酪胺盐酸盐在Li6PS5Cl（LPSC）与锂金属界面原位构建聚多巴胺-氯化锂杂化固体电解质界面（SEI）。无机LiCl提升锂离子（Li+）传导并抑制枝晶生长，聚合物聚多巴胺（PDA）则适应充放电体积变化，协同实现锂均匀沉积。该设计使锂对称电池在0.1 mA cm-2电流密度下稳定循环2000小时（极化电压仅22 mV），PDA@Li||LPSC||NCM811全电池在0.5 C倍率下100次循环后容量保持率达66%，为高安全高能量密度全固态电池（ASSLMBs）提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过3-羟基酪胺盐酸盐在锂金属表面自组装形成聚多巴胺（PDA）涂层，其儿茶酚/氨基官能团与锂化学键合，构建了由富LiCl界面层和聚合物基体组成的双功能结构（图S1）。其中LiCl层（离子电导率约10 mS cm^-1）为锂离子提供快速传输通道并阻断电子泄漏，而PDA基质作为机械屏障可抵抗枝晶穿刺并适应循环体积变化。

Results and Discussion

杂化人工SEI（ASEI）的制备流程如下：将3-羟基酪胺盐酸盐溶于二甲基亚砜（DMSO）后刮涂于锂金属表面原位反应，通过刮刀厚度控制ASEI均匀性（标记为PDA@Li）。傅里叶变换红外光谱分析显示，相较于裸锂（Bare Li），PDA@Li在......

CRediT authorship contribution statement

Tuoya Naren：数据分析与验证；Yifan Tang：论文撰写与实验设计；Libao Chen：课题指导与资金支持；Gui-Chao Kuang：理论分析与资源协调；Bowei Ju：数据采集与处理。

Declaration of Competing Interest

作者声明无利益冲突。

Acknowledgements

感谢国家自然科学基金（U24A20501等）、湖南省自然科学基金（2023JJ50012）及湖南省工信厅项目的资助。