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金屬鋰由于其高理論比容量（3860 mAh g^-1）和低電極電位（-3.040 vs. SHE）而被認為是下一代高比能電池的理想負極材料。金屬鋰負極與高鎳層狀材料正極材料配對使用，被認為是未來最具潛力的正負極組合之一。然而，金屬鋰與大多數液體有機電解液不兼容，特別是與商業(yè)化碳酸酯類電解液會有明顯的副反應，這嚴重阻礙了鋰金屬負極的規(guī)?；瘧?。

該研究采用含氟羧酸處理鋰金屬表面的方法去除鋰表面的鈍化界面，同時原位構建一個具有親鋰性的保護層（含氟羧酸鋰保護層）。研究人員進一步探究了含氟羧酸碳鏈長度對鋰金屬循環(huán)穩(wěn)定性的影響，結果表明，七氟丁酸鋰保護層（碳鏈長度=4）對鋰金屬提供了最好的保護。經過含氟羧酸處理后，鋰金屬對電解液的潤濕性增強，并消除了鈍化層、增加了鋰離子流量、降低了界面阻抗，實現(xiàn)鋰沉積過電位降低。同時，含氟羧酸鋰界面層有效地均勻了鋰離子通量，誘導了均勻的鋰沉積，減少了大量被SEI捕獲的而失去電子通道連接金屬鋰的形成。最終，該工作實現(xiàn)鋰金屬負極循環(huán)過程中的高庫倫效率、高穩(wěn)定性以及抑制鋰枝晶形成。

該研究工作是在廈門大學化學化工學院孫世剛教授、黃令教授和海南師范大學王崇太教授的共同指導下完成。廈門大學化學化工學院2020級博士生謝宇翔為該論文的第一作者。該項工作得到了國家重點研發(fā)計劃（2021YFB2400300）和國家自然科學基金（22172133，22288102）以及海南院士創(chuàng)新平臺研究項目（YSPTZX202038）的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38724-x