原位聚合策略在提升固态电池物理界面稳定性方面极具潜力，然而聚合界面的（电）化学降解问题，尤其是在高电压条件下，仍然是一项严峻挑战。
在此，天津大学杨全红、吴士超等人提出了一种原位聚合-氟化（Poly-FR）策略，旨在通过设计一种兼具聚合和表面锂供体反应功能的双功能引发剂，来构建具有出色物理和（电）化学稳定性的界面。这种集成的原位氟化过程能将LiNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁O₂（NCM811）表面的Li₂CO₃杂质转化为富LiF界面相，有效抑制（去）锂化中间体，保护界面免受化学降解。
基于此，通过Poly-FR策略调控的对称Li|Li电池展现出了优异的循环稳定性，循环时长可达12000小时。采用NCM811正极和锂金属负极的固态电池在4.5 V的高电压下实现了400次的超稳定循环性能，容量保持率达83.4%。
图1. 电极/LLZTO界面比较示意图
总之，该工作通过双功能引发剂实现的原位Poly-FR策略，能够赋予固态电池界面出色的物理和（电）化学稳定性。研究显示，在LLZTO和NCM811表面发生的耦合原位氟化反应，将Li2CO3杂质转化为富LiF界面相，有效抑制了气体逸出和锂枝晶的生成。
基于此，采用Poly-FR策略的对称Li|Li电池能够实现长达12000小时的超长锂剥离和电镀过程，而配备NCM811的全电池在4.3 V的截止电压下展现出超高的循环稳定性（900次循环，容量保持率85.4%），即使在4.5 V的高电压下也能保持良好性能（400次循环，容量保持率83.4%）。
因此，该工作通过提升传统引发剂的功能，突破了原位聚合的限制，凸显了界面相在决定聚合行为以及聚合物长期稳定性方面的关键作用，为高性能固态电池的进一步功能组合开发和界面相设计提供了思路。
图2. 石榴石型SSLMBs的电化学性能
Beyond Polymerization: In Situ Coupled Fluorination Enables More Stable Interfaces for Solid-State Lithium Batteries, Journal of the American Chemical Society 2025 DOI: 10.1021/jacs.4c15079