锂金属负极在聚DOL电解质中SEI的组分和化学状态

在液体DOL电解质中，锂片循环50圈之后呈现独特的黑色，并有明显的裂缝（图4a）；而在基于聚DOL电解质，锂片表面没有明显的变化（图c）。使用X射线光电子能谱（XPS）光谱用于表征两个系统中SEI的化学状态，聚DOLSPE可以在其表面产生大量的LiF，而且铝源往往会缓慢地移动到它们之间的界面，DOL聚合过程也可以通过还原锂负极表面的DOL。原位形成的SPE的优点是，大多数的电解质溶剂是聚合的，而不仅仅是相对薄的电极表面的层。

Figure4.在液体DOL和SPE电解质中锂循环形成SEI的表征。a,b）在液体电解质中，对称电池循环50圈之后锂片的SEM图像和EDS分析；c,d）在在聚DOLSPEs中，对称电池循环50圈之后锂片的SEM图像和EDS分析；e-l）相对应的XPS分析，其中（e-h）在液体电解质中循环，（i-l）在聚DOLSPEs中循环。

进一步使用可视化系统研究在两种电解质系统中的形貌演变，对于使用液体电解质的对称电池，锂沉积过程中，能清晰看见苔藓状的锂，而在聚DOLSPE中，锂沉积层更加紧密，聚DOLSPE的弹性在循环期间提供了弯曲和伸展的机制，以适应电沉积期间的体积变化。此外，DOL聚合形成的SPE增强了DOL接触时的化学稳定性，对金属表面的副反应被压制了。这种功能的组合，包括有机弹性聚合物，铝配合物和富含LiF的无机化合物被认为是SPE具有优异界面属性的原因。

Figure5.在液体电解质和聚DOLSPE中的锂电沉积形貌。a,b）在液体电解质中，锂沉积的实时光学显微镜形貌演化表征（a）和相对应的光学照片和SEM图像（b）；c,d）在聚DOLSPE中，锂沉积的实时光学显微镜形貌演化表征（c）和相对应的光学照片和SEM图像（d）。沉积电流密度为2mA/cm2，测试持续60分钟。

原位形成SPEs的全电池性能

为了证明原位形成的SPE的优点，与各种正极材料匹配组成可充电锂金属电池。与硫匹配的Li-S电池中，多硫化锂的溶解和电解质与锂的副反应是主要问题，在SPE中不使用添加剂LiNO3可以有效稳定Li-S电池的根本的原因是它会抑制多硫化物的溶解。如图6a所示，与DOL电解液相比，使用聚DOLSPE和CMK-3/硫复合正极的Li-S电池可以在更宽的电压范围运行且拥有接近100%的高库仑效率。通常情况下，电解质能够渗透到多孔正极结构中是具有良好离子传输的要求，使用NMC（622）和LFP正极与之匹配，聚DOLSPE电池显示出高库仑效率和出色的可逆性。

Figure6.使用锂金属负极和聚DOLSPEs的全电池电化学性能。a）在0.1C的倍率下，Li/聚DOLSPE/S电池的充放电曲线；b）在0.1C的倍率下，Li/聚DOLSPE/NMC（622）电池的充放电曲线；c）在0.1C的倍率下，Li/聚DOLSPE/LFP电池的充放电曲线；d）在Li//DOL//LFP（红色）和Li/聚DOLSPE/LFP（蓝色和紫色）中的恒电流循环性能和库伦效率。