在过去十年中，锂金属被认为是最具吸引力的高能量密度电池负极材料。然而，其与有机电解质的高反应性和不受控制的枝晶生长阻碍了其实际应用，导致库仑效率和循环寿命差。

近日，蔚山科学技术院Hyun-Wook Lee证明了通过转化型反应在锂金属表面形成氟化中间相可以通过减少锂金属和有机电解质之间不需要的副反应来实现稳定的锂金属循环。

文章要点

1）重点是考虑基于相图选择金属氟化物进行相间演化，特别是金属元素是否可以与Li形成合金相。在包括FeF₂、CuF₂、SnF₄和MgF₂在内的不同候选物中，通过实验表明，由Sn和Mg组成的金属氟化物在室温下与Li反应，由于其高Li溶解度，表现出令人满意的表面形貌。

2）研究人员强调了Li和Mg之间的固溶体有助于最外层LiF层与Li-Mg合金的清晰分离，以及通过Li扩散到块状Li-Mg中的有效Li电镀/剥离。该方法为设计氟化界面演化和配制用于均匀锂循环的锂合金提供了指导。

研究人员建议进一步研究影响合金内锂相对扩散率的其他关键参数，例如元素种类、成分、晶体结构、相变和晶体缺陷，以优化电极。

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Min-Ho Kim, et al, Design Principles for Fluorinated Interphase Evolution via Conversion-Type Alloying Processes for Anticorrosive Lithium Metal Anodes, Nano Lett., 2023

DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00764

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00764