锂金属负极被称为负极材料中的 "圣杯"，它具有极高的理论比能量，最低的氧化还原电位，可以与基于转化反应机理的超高容量无锂正极材料匹配。尽管有这些优点，但锂负极的锂枝晶不可控生长和缓慢的电极反应动力学大大阻碍了金属锂的实际应用。
许多策略已经有效地应用于锂金属负极，如三维多孔骨架，界面改性, 电解液改性和隔膜改性，在改善锂金属负极的性能方面表现出优异的效果。特别是，人们已经注意到构建一个均匀的或亲锂的界面来抑制锂枝晶的生长。在制备方法上，很多金属锂负极的界面改性方法都采用了湿法，包括浆液涂布工艺、溶液浸泡工艺等。对于湿法改性工艺，每次浸泡处理都会改变处理液的成分，因此很难保证产品的一致性和连续性，同时也会产生有毒废液污染环境。干法制造工艺是近年来兴起的新一代工艺路线，因其成本低、绿色环保，已被应用于LIBs行业，取代了传统的浆料涂布工艺。作为一种二维层状氧化硅材料，硅氧烷具有较高的离子迁移率和优良的电容特性，已被用于Li-O2电池、Li-S电池、Li、Na和K离子电池的负极材料和电容器。值得注意的是，硅氧烷粉末可以在室温下与金属锂发生机械化学反应，产生的锂化硅氧烷拥有导电性。此外，由于独特的二维分层结构，硅氧烷片具有良好的润滑性，因此，它们可以很容易地在锂箔的表面均匀地擦拭。
【图1】a) 硅氧烷纳米片的HR-TEM图像；b) 硅氧烷纳米片的元素图谱；c) 硅氧烷纳米片的高倍率图像和SAED图案；d) SEM图像（插图：局部放大图）和LSIS@Li表面的相应元素图谱；e) SEM图像和LSIS@Li截面的相应元素图谱；f) 硅氧烷纳米片和LSIS@Li的FTIR光谱。硅氧烷纳米片和LSIS@Li的XPS光谱：g）Si 2p和h）O 1s
【图2】a) 锂箔和LSIS@Li对称电池的Nyquist图。b) 使用不锈钢（SS）电极，锂箔和LSIS@Li对5 mA外加电流的电压响应。c) 锂箔和LSIS@Li对称电池的Tafel图和计算的交换电流密度（插图）。e-f）LSIS@Li电极和g-h）Li箔电极的CA沉积和剥离形貌。i）Li箔和LSIS@Li电极在沉积和剥离后的界面形貌变化示意图。
【图3】a) LSIS@Li和锂箔的Cd和Rct（插图：锂金属负极界面的电化学反应的等效电路图）。b) 1 mA/cm2, c) 2 mA/cm2 和 d) 5 mA/cm2 电流密度下LSIS@Li和Li箔的电沉积曲线。e) LSIS@Li和Li箔的界面电化学反应机理示意图（插图：LSIS@Li电极和Li箔电极在电流密度为0.5 mA/cm2时镀锂后的表面SEM图像）
【图4】a）LSIS@Li|LSIS@Li和Li箔|Li 箔电池在电流密度为0.5 mA/cm2，固定容量为0.5 mAh/cm2时的循环稳定性。 b）Li 箔和LSIS@Li对称电池的电压曲线。c)LSIS@Li电极和d)锂箔电极在电流密度为1 mA/cm2，固定容量为1 mAh/cm2时，50个循环后，对称电池中金属锂负极的SEM图像。e) LSIS@Li||LSIS@Li和Li 箔||Li 箔电池在0.5、1、2、4和8 mA/cm2的电流密度下，1 mAh/cm2的循环性能（插图：不同循环数下的放大电压曲线）。
【图5】a)Li||LCO软包电池的结构图。采用LSIS@Li负极和Li箔负极的实用0.5 Ah LCO||Li软包电池的电化学性能。b) Nyquist图。 c) 0.3 C充电和0.5 C放电下的循环性能。d) 极化电压（极化等于充电中值电压减去放电中值电压）。e) LCO||Li箔和f) LCO||LSIS@Li的相应电压曲线。
【图6】a) Li||S袋状电池的结构图；b) 质量比能量曲线；c) 循环性能；d) 极化电压（极化等于充电中值电压减去放电中值电压）；e) 带有Li箔负极和LSIS@Li负极的Li||S软包电池的相应电压曲线。
【图7】从300Wh/Kg水平的Li||S软包电池获得的循环负极的表征。a) 循环充电的锂箔负极和b) 循环充电的LSIS@Li负极的SEM图像。不同蚀刻时间下的DME清洗负极的S 2p XPS光谱：c) 0 s，d) 30 s和e) 60 s。
参考文献
Kecheng Long, Shaozhen Huang, Han Wang et al. High interfacial capacitance enabled stable lithium metal anode for practical lithium metal pouch cells. Energy Storage Materials. (2023)
DOI: 10.1016/j.ensm.2023.02.039
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.02.039