图2. SEI的固态核磁特征氟谱

 团队通过固态NMR技术对Cu||LiFePO₄电池负极的SEI进行表征，首次发现传统意义上归属于LiF*的信号由两个亚峰组成：F₁（-195 ppm）和F₂（-203 ppm）。其中F₂与纯LiF化学位移一致，而F₁此前未见报道，意味着SEI中存在不同于纯LiF的化学环境。

图3.对Li-H-F元素之间的关联性分析以及LiHxF1-x物质的表征参照

 为揭示F₁信号的本征特性，团队结合⁶Li同位素标记NMR和¹H-¹⁹F相关固态核磁谱分析：⁶Li-¹⁹F异核相关（HETCOR）核磁结果显示，F₁与0.1 ppm的Li核相关（接近LiH的0.2 ppm），而F₂与0.9 ppm的Li核相关（接近LiF的1.0 ppm）；¹H-¹⁹F HETCOR进一步证实F₁与4.0 ppm的H核（接近LiH的3.5 ppm）存在空间关联。使用同步辐射X射线衍射（SR-XRD）、冷冻电子显微镜（cryo-EM）技术交叉证明了SEI中存在LiH-LiF固溶相。

 理论计算与电化学结果表明，LiH-LiF固溶相的锂离子扩散能垒显著低于纯LiF，利于锂离子的快速传输。使用LiH-LiF固溶相涂层的锂金属对称电池在10 mA cm²下的沉积电位仅为纯LiF涂层的50 %，循环寿命延长10倍以上。

 该研究工作得到了复旦大学智能材料与未来能源创新学院和国家自然科学基金等项目的大力支持。同时，成果的取得是多团队、多学科交叉融合开出的璀璨之花，也是复旦大学本研融通人才培养模式和智能材料与未来能源创新学院新工科拔尖创新人才培养体系结出的丰硕之果。学院高尚鹏教授在EELS（能量损失谱）分析方面提供了重要支持；本研究共同第一作者李舒扬是学院2025届博士毕业生，参与者陈禹凡是2023级硕士研究生，两人均自本科阶段便扎根实验室，依托复旦大学“曦源计划（18415; 21554）”，在孙大林教授与宋云教授的联合指导下开展系统性科研探索。从“曦源”计划到学术前沿，这既是复旦学子的成长之路，也是学校探索教育教学改革3.0、构建自主培养体系的生动实践。