3 锂负极的改性
Peled在1979年首次提出SEI膜的概念，SEI膜的多相化学结构对于金属锂电池的电镀、剥离行为和循环寿命有着直接的影响，它是解决金属锂二次电池挑战的重要方面。
根据目前的研究，通过改性SEI膜对锂负极的改性思路主要有：(1)SEI膜主要成分是由负极锂和电解质的分解反应产物构成，通过改进电解质对SEI膜进行原位改性是*直接高效的方法；(2)人工非原位在锂负极表面形成一层SEI膜，操控更加灵活，方案更加简单经济，有利于商业化。
3.1 通过电解质原位改性SEI膜
通常锂电池电解质主要由有机溶剂、锂盐和添加剂构成，几乎所有的电解质成分对SEI膜的形成有很重要的影响，所 以通过改进电解质的成分来形成稳定的SEI膜是*直接高效的方法。
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3.1.1 液体电解液
通常用的碳酸酯类电解液不能很好地抑制锂枝晶的生长，电池的库仑效率也较低。通常用的醚类电解液对锂枝晶的抑制效果较好，但它们的离子导电性差，且具有较差的抗氧化能力，这些严重限制了其在高电压正极中的应用。所以，探索新的电解液体系以及寻找新型有机溶剂和锂盐是现在电解液研究工作中的主要任务。
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研究者们发现“高浓度锂盐”对形成稳定SEI膜，进而改善锂负极有较显著的效果。Hu等提出“溶剂溶于锂盐”的研究思路，有机溶剂为1,3- 二氧戊环 (DOL)+乙二醇二甲醚(DME)(体积比 1:1)，加入高浓度锂盐LiTFSI时，锂负极表面形成了稳定SEI膜，溶液具有高的锂离子迁移数(0.73)，有效抑制了锂枝晶的生长和形状变化，库仑效率几乎达到了100%。
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双元锂盐对SEI膜改性也有较优的效果，Xiang等以LiTFSI和LiBOB为双元锂盐，EC+EMC(质量比4:6)为有机溶剂。探索得出Li-LiNi0.8Co0.15Al0.05O2电池大电流充电时，在只加LiPF6的电解液中形成的SEI膜较厚，阻抗较大，容量衰减较快。而在加LiTFSI和LiBOB双盐的电解液中，锂负极表面会形成一层富含硫的高导电性SEI膜，电池在大电流循环过程中循环性能较好。
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之前研究已经证明有机溶剂对SEI膜成分会起到*主要的影响，寻找新型有机溶剂，探索溶剂与锂盐的浓度比对改性锂负极也至关重要。Miao等提出了一种新型醚基电解液，指出混合电解液之间相互协同的优良性能。1,4-二氧六环(DX)和DME做有机溶剂，LiFSI做锂盐。DX的抗氧化性能较好，DME也具有较高的氧化稳定性，所以这种混合电解液具有较宽的电化学稳定窗口(≈4.87 V)。DX在各种醚基溶剂中还具有较低的还原电位，所以它与锂负极的反应活性较低，低电流密度循环200次，库仑效率可以保持98%，没有枝晶的生成。
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3.1.2 电解液添加剂
电解液添加剂具有比溶剂和盐更高的还原电位，可以迅速与锂阳极反应，并形成一个比有机溶剂和锂盐更稳定、致密的SEI膜。添加剂有无机添加剂和有机添加剂两大类，之前研究的无机添加剂主要有CO2、SO2、N2、HF等酸性气体，Mg2+、Zn2+、I－、Ga3+、Bi3+、Sn4+等无机离子和SnI3、AlI3等碘化物。有机添加剂主要有氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸乙二醇酯(ES)、四氢呋喃及其衍生物、萘烷、苯、联吡啶类化合物、聚氧化乙烯(PEO)、PEO 的二甲醚、二甲基硅烷与 环氧丙烷的共聚物等。
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当今科研者们对含氟化合物又投入了一定量的工作，Kanamura等提出HF可以改善锂沉积的表面形态，抑制锂枝晶的生长。少量HF和H2O在碳酸酯溶剂中可使SEI膜生成致密均匀的LiF/Li2O薄层，促使锂呈光滑半球形沉积，电流密度均匀分布，抑制锂枝晶的生长。*近Zhang等对添加剂FEC做了研究，FEC添加剂与负极锂反应活性较高，可实现富含LiF的SEI膜的生成，这种致密稳定的SEI膜可有效抑制锂枝晶的生长。
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有机添加剂易被还原和聚合形成SEI膜，比无机添加剂形成的SEI膜具有更佳的柔韧性、粘附力、较强的机械性能、较高的离子传导率和均匀的电流分布。较早研究的有机添加剂有VC和FEC，Inaba等把添加剂FEC和VC在电解液LiClO4/碳酸丙烯酯(PC)中作了对比，在添加剂FEC中形成的SEI膜比在VC中更致密，更具有弹性，阻抗较小，电流分布更加均匀，有效抑制了锂枝晶的生长。
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3.1.3 离子液体
室温离子液体有较宽的电化学稳定窗口、不易燃、蒸气压低、电导率好、热稳定性好、不挥发等优点，有望取代传统的碳酸酯类和醚类电解质。当前研究较多的离子液体主要有咪唑类、吡咯类、吡啶类、季胺类阳离子和六氟磷酸、氟硼酸、磺酸及其衍生物阴离子。
近期Li等对Py13TFSI和醚基电解质作为混合离子液体电解质对锂金属阳极电镀和剥离的稳定性的影响作了研究，锂沉积和脱离的可逆性可以通过Py13TFSI离子液体和锂盐浓度之间的协同作用得到显著增加，混合电解质通过原位钝化工艺提高SEI层的稳定性，有效抑制了锂电池循环过程中锂枝晶的生长和锂电池负极的腐蚀。
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