鋰金屬被認為是高比能電池最有前景的負極材料之一，而鋰表面總是發生不可逆的化學反應，不斷消耗活性鋰和電解液。固體電解質界面層（SEI）通常被認為是保護鋰金屬負極的關鍵部件。

圖1 自誘導雙層SEI的構建

北京理工大學陳人杰、錢驥等展示了一種具有高韌性和高離子導電性的自誘導雙層SEI，以用于超穩定鋰金屬電池。具體而言，作者通過射頻磁控濺射法在鋰金屬表面直接預沉積了一層超薄的LiAlO₂（LAO）薄膜，作為堅固的鋰離子導電無機層。

此外，在最初的電化學循環中，電子隧穿LAO會導致電解液還原和外層有機層的形成。因此，在鋰金屬負極上可以形成獨特的自誘導雙層SEI。

圖2 對稱電池性能

研究顯示，由于具有良好的機械強度和離子導電性，堅固的LAO層能有效抑制鋰枝晶的生長，從而實現均勻的鋰沉積。同時，外層有機層還能進一步提高鋰金屬負極與電解液之間相間的穩定性。

此外，具有自誘導雙層SEI的改性鋰金屬負極的制備具有很高的可擴展性。得益于雙層SEI的顯著效果，基于改性鋰金屬負極的鋰對稱電池以及各種全電池的電化學性能和循環壽命都得到了大幅提高。

圖3 全電池性能

Self-Induced Dual-Layered Solid Electrolyte Interphase with High Toughness and High Ionic Conductivity for Ultra-Stable Lithium Metal Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202303710