ASEI 平均厚度為 40 nm，屬于雙層結(jié)構(gòu)。外層的主要成分是有機(jī)成分烷基碳酸鋰，它們可以提供柔韌性和彈性以適應(yīng)由 Li 沉積/溶出引起的體積變化 [9,11] 。內(nèi)層含有更多的無機(jī)物質(zhì)，主要成分是 LiF ；此外，Li 2 O、Li 3 N 和 Li 2 S 也同時存在于內(nèi)層中。根據(jù)文獻(xiàn)報道，富含 LiF 的 SEI 層可以引導(dǎo) Li 均勻有序地成核/生長，由于 LiF 電子絕緣且具有高 Li + 離子電導(dǎo)率、低界面電阻、寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口、調(diào)節(jié)表面張力能力、高界面穩(wěn)定性和高機(jī)械模量，因此富含 LiF 的SEI 層還能有效避免鋰枝晶的形成 。此外，Li 3 N 具有極高的機(jī)械強(qiáng)度（ 189 Gpa ）、極高的 Li + 電導(dǎo)率（約-3 -110 S cm ）和穩(wěn)定性，因此含 Li 3 N 的 SEI可有效保護(hù) Li 電極免受電解質(zhì)腐蝕并阻止鋰枝晶的生長。Li 2 O 和 Li 2 S 也具有高 Li + 傳導(dǎo)性和高機(jī)械模量（2 2Li O 169.0 GPa Li S 82.6 GPa ），因此它們也可以避免電解液分解、防止鋰枝晶形成 。由此可見，本工作中的 ASEI 內(nèi)層的無機(jī)組分可以有效地抑制 Li 枝晶形成，其中主要成分 LiF 在 ASEI 中起主導(dǎo)作用，有效抑制 Li 枝晶生長的同時還可以引導(dǎo)鋰均勻有序地成核/生長。該雙層結(jié)構(gòu) ASEI 的作用機(jī)理如圖 4-11 所示。此外，實驗還發(fā)現(xiàn) ASEI 中的無機(jī)成分（LiF）和有機(jī)成分（烷基碳酸鋰）的含量都相對高于 NSEI 中的含量，這種組成差異可能是由電解質(zhì)中各種組分的反應(yīng)順序引起的。ASEI是在-131 mol L LiTFSI/DME+2 wt.%LiNO中以-20.015 mAcm 的電流密度恒電流從 OCP 陰極極化至 0.30 V 在 Cu 電極表面所形成的，因此電解質(zhì)組分的還原反應(yīng)順序是這樣的：LiNO 3 首先在 1.71 V 下還原；隨著電位降低至約 1.30 V，LiTFSI 開始還原，同時 LiNO 3 進(jìn)一步還原；隨著電位降低至 0.85V，DME 逐漸分解并可能進(jìn)一步與 TFSI - 的還原產(chǎn)物反應(yīng)形成有機(jī)沉積物。本 工 作 中 的 XPS 分 析 結(jié) 果 與 文 獻(xiàn) 中 的 結(jié) 果 一 致 。 而 NSEI 是 在-131 mol L LiTFSI/DME-DOL+1 wt.%LiNO 中循環(huán)生成的。當(dāng) Cu 電極上沉積新鮮裸露的鋰后，鋰與電解質(zhì)中不同組分間發(fā)生競爭反應(yīng)原位形成 NSEI。因此，NSEI中的無機(jī)組分（LiF）和有機(jī)組分的含量相對低于 ASEI 中的含量。從上面的分析可以看出，因為電解質(zhì)中不同組分的分解產(chǎn)物起不同的作用，且不同組分的還原分解發(fā)生在不同電勢下，因此通過恒電流還原法控制電勢的逐漸變化在決定 ASEI 的組分、成分分布方面起關(guān)鍵的作用，同時小電流密度下形成的 ASEI 更均勻致密。然而，在 NSEI 形成過程中，由于金屬鋰一旦與電解質(zhì)接觸就發(fā)生不可控的競爭反應(yīng)，且電流密度分布不均，使得 NSEI 的組分、成分分布不能達(dá)到最優(yōu)化，因而其性能也不可控。這可能是 NSEI 和 ASEI 作用相差較大的關(guān)鍵點。另外，本工作和之前報道的在 LiTFSI/LiNO 3 /醚電解質(zhì)中形成的 ASEI 相比，主要有兩大區(qū)別。一是本工作中的 ASEI 是在非鋰基底（Cu 電極）上形成的，而文獻(xiàn)中的 SEI 絕大多數(shù)是直接在鋰金屬上形成的。采用非鋰基底構(gòu)建鋰金屬電極不僅有利于節(jié)省鋰資源，而且有利于緩解鋰金屬負(fù)極的安全問題 。二是本工作中的 ASEI 是在3 LiTFSI/DME-LiNO 電解質(zhì)中通過恒電流陰極極化可控形成的，這種方法形成的 ASEI 的組分、成分分布得到了很好的優(yōu)化，而文獻(xiàn)中的 SEI 絕大多數(shù)是鋰金屬與電解質(zhì)直接接觸時通過鋰與電解質(zhì)中不同組分間發(fā)生的競爭反應(yīng)原位形成的，該過程不能較好地優(yōu)化 SEI 的組分和成分分布。