锂负极的决定因素之一是理想的保护层，它有两个基本要求：一是自身强度，二是与基材的牢固结合。关于前者的研究很多，但关于后者的报道很少。
在此，厦门大学董全峰，范镜敏等人提出了一种新的设计思路，即通过在锂金属负极表面预构建榫卯连接基层，用于连接后续电化学反应形成的固态电解质界面层（SEI），构成榫卯结构。2021级博士生王坤、2022级博士生王楚涛和2021级硕士生刘晟为论文的共同第一作者。
具体而言，作者首先通过2-（氟磺酰基）二氟乙酸（DFSA）与锂金属的化学反应，生成了一个紧密结合的基底层。随后，引入具有与DFSA类似分子结构和相同功能基团的三甲基硅基2-（氟磺酰基）二氟乙酸（TSFSA），能够作为SEI增强剂，在电化学反应过程中优先于碳酸酯溶剂分解，生成与基层成分一致的无机组分，从而强化了基层并形成了增强型SEI（ESEI）。
基于此，形成ESEI的锂金属负极实现了超长循环寿命（≥2100小时），且平均库仑效率达到99.2%。此外，与高负载正极（20.5 mg cm⁻²）组装的全电池在低N/P比条件下也展现出高循环稳定性。
图1. 增强型SEI（ESEI）的结构表征
总之，该工作提出了一种构建增强型SEI（ESEI）策略。首先，通过DFSA与锂金属反应，获得DFSA-Li基层，该层能够与锂金属牢固结合，从而在锂金属表面提供了一个嵌入式基底。
同时，电解液中的TSFSA功能分子能够作为SEI增强剂，在碳酸酯溶剂中优先分解，形成与SEI相同的成分，从而实现了基层与后续电化学分解产物之间的完美结合，最终形成理想的增强型SEI，即ESEI。
通过这种增强型SEI，在碳酸酯电解液中锂金属负极在电流密度为1 mA cm⁻²条件下的长期循环稳定性超过2100小时，且平均库仑效率达到99.2%。当与高负载LPF正极（20.5 mg cm⁻²）匹配，组装的全电池展现出更高的循环稳定性。因此，该工作为实现下一代高能量密度锂金属电池的商业化应用提供了新的思路。
图2. 电池性能
Pre-constructing a mortice-tenon joint based-layer to achieve an enhanced SEI on Li metal anode, Energy & Environmental Science 2025 DOI: 10.1039/d4ee04617j