盖世汽车讯 据外媒报道，法国专注于清洁和可再生能源的大型电力供应商Hydro-Québec交通电气化和能源存储卓越中心（Center of Excellence in Transportation Electrification and Energy Storage）的研究团队使用等离子气相沉积（PVD）在锂箔表面沉积一层薄薄的LixSny合金层，可实现快速充电。该层的硬度远高于裸锂，可承受1C的剧烈循环。事后扫描电子显微镜观察显示，即使经过数百次快速循环，该合金层仍保持完好。相关论文已发表于期刊《Batteries》。

图片来源：Hydro-Québec

（a）将Li和Si片相邻放置，通过溅射同时沉积400 nm的理论Sn。（b）沉积400 nm Sn后获得的层厚度示意图。虽然Si上的Sn厚度接近理论值，但由于形成了Li-Sn合金，在Li基板上可以清楚地观察到更厚的含Sn层（约380%）。扫描电子显微镜图像显示（c）硅和（d）锂基板的边缘，顶部有Sn沉积物。溅射沉积400 nm Sn后，（e）Si基板和（f）Li箔的掠射角（0.5°）X射线衍射图。

近日，该研究小组报告了通过沉积纳米Zn层来保护锂金属箔以实现快速充电。研究人员对各种金属，例如Ag、Al、Sn、In、Bi和W都进行了测试。经过几个月的研究，研究人员发现用纳米Sn层改性锂箔可获得最佳效果。

因此，本文报道了使用PVD技术沉积薄LixSny合金层来保护锂金属阳极。溅射沉积Sn金属后，体积膨胀率高达380%。改性锂箔的X射线衍射（XRD）分析显示锡峰消失，证实了锂阳极表面与新沉积的锡之间发生了原位合金化反应。

然而，合金层的确切成分尚不清楚，它可能由几种LixSny合金组成。在Sn沉积之前和之后对锂金属进行了纳米压痕测量，有趣的是，薄薄的LixSny合金层大大增加了阳极的硬度，这是阻止枝晶发展的理想特征。对使用过的LiFePO4（LFP）/聚合物电解质/锂袋式电池进行事后扫描电子显微镜（SEM）观察表明，即使经过数百次快速循环，合金层仍然完好无损。

在固体聚合物电解质（SPE）或锂块状阳极中没有发现Sn金属的痕迹，并且最初存在于锂阳极中的Al添加剂即使在高C速率下重复循环后仍然均匀分布在其中。