鋰金屬電池作為具有高理論能量密度的下一代可充電電池顯示出巨大的前景。不幸的是，鋰金屬負極在循環過程中受到電解液和從正極穿梭的副產物的嚴重腐蝕。

在此，中科大朱永春副研究員等人通過鋰金屬和二氯二甲基硅烷（DCDMS）之間的伍爾茲（Wurtz）反應為鋰金屬負極開發了一種抗氧和自消除鈍化層。DCDMS作為工業上常用的原料，通過伍爾茲反應與堿金屬（Li、Na 和 K）反應生成堿金屬氯化物（LiCl、NaCl和KCl）和聚二甲基甲硅烷基相物質，由于其特定的高熱穩定性、疏水性和電絕緣性，因此可作為理想的負極保護層。

重要的是，生成的鈍化層通過限制不均勻的鋰金屬形成來調節鋰鍍層，還可以防止氧氣腐蝕鋰氧電池中的鋰負極。此外，由于自消除鈍化層的高離子電導率和與鋰金屬的緊密界面接觸，這種改進的電極表現出快速的電荷轉移、穩定的機械性能和穩定的電化學循環。

圖1. 不同電極的Li-O₂電池電化學性能

因此，具有該保護層的對稱Li電池可以實現穩定的鋰電鍍/剝離，在紐扣電池下實現了2800小時的穩定長期循環，同時在O₂氣氛下可以長期穩定循環500小時。進一步電化學測試表明，基于該鈍化層的Li-O₂電池可以在1000 mAh g^-1的容量下表現出超過200 次循環的出色長期穩定性，而Li||NCM811電池具有出色的循環性能（0.5 C下300次循環）和高倍率容量（5 C下容量為130.3 mAh g^-1），這說明該保護層同樣有益于普通的鋰金屬電池。總之，這項工作為電極保護的發展提供了材料和方法上的突破，促進了硅烷及其在堿金屬電池中的實際應用，而不僅僅是鋰金屬電池。

圖2. 基于不同電極的Li||NCM811電池的電化學性能

An Oxygen-Resistant and Self-Eliminating Passivated Layer for Highly Stable Lithium Metal Batteries, Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202112645