新闻网讯（通讯员 罗姗）近日，航空航天学院杨辉教授团队通过选择性阳极-电解质相互作用原位构建富含无机物固态电解质界面实现稳定锂金属电池，为高性能锂金属阳极的表面改性提供了新的见解。该成果以“In Situ Construction of Inorganic-Rich Solid Electrolyte Interphase via Selective Anode-Electrolyte Interactions Enabling Stable Lithium Metal Batteries”为题发表在Advanced Functional Materials，航空航天学院博士生王鑫鑫、硕士生陈琴为论文共同第一作者，rabey雷竞技孙永明教授、杨辉教授为论文共同通讯作者。

锂金属电池（LMBs）被认为是高能量密度储能的潜在候选者。然而锂（Li）金属阳极的实际应用受其固态电解质界面（SEI）有限的离子电导率、局部电子泄漏和较差的机械稳定性的严重限制。杨辉教授团队采用机械辊压策略，使用Sr₃N₂粉末与锂箔构建Li-Sr-N（LSN）复合电极，在复合箔表面形成了LiSrN/Li₃N/Li₂₃Sr₆/Li异质界面。实验表征和理论计算均表明，所构建的异质界面能够主动与电解质中的氟代碳酸乙烯酯（FEC）分子相互作用，导致原位形成均匀的Li₃N/LiF/SrF₂混合SEI，具有高离子电导率、良好的电子绝缘性以及优异的机械强度。

得益于这些特性，优化后的LSN阳极实现了约3.6倍的SEI杨氏模量提升，并在0.5 C下循环200次后表现出比纯Li阳极约5.7倍的循环稳定性提升。此外，在低N/P比（~1.7）和贫电解液（~1.37 g Ah⁻¹）的苛刻条件下，组装的NCM95||LSN软包电池仍能在0.2 C倍率下实现440.8 Wh kg⁻¹的高能量密度，100圈循环后容量保持率达91.1%，200圈循环后仍保持有55.7%的容量保持率。本研究证实了利用阳极-电解质界面工程调控SEI组成与力学性能的潜力，为高能量密度锂金属电池的先进SEI设计提供了新见解。

杨辉教授团队长期从事新兴电池材料及结构的电化学-力学耦合行为研究工作，基于原位实验表征和跨尺度/多物理场数值模拟技术，对电池在服役过程中的载流子传输、材料及结构变形、破坏与失效展开了广泛的研究，承担国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项项目课题、国家重点研发计划“战略性科技创新合作”重点专项项目课题、国家自然科学基金面上项目等，在Nat. Commun.、J. Mech. Phys. Solids、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Energy Storage Mater.、Sci. Adv.等期刊上发表学术论文80多篇，获2023年国家科学技术进步二等奖，2021年湖北省科学技术进步一等奖，2021年中国机械工业科学技术发明一等奖等。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202520120