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固态电池正极箔在正极活性层上集成聚合物界面层，以改善与固态电解质膜的界面接触及离子传输。

该界面层由聚（1,3-丙烷磺酰胺，上图：单体）（聚醚磺酸盐，单离子导体）与聚（二甲基氨基乙基丙烯酸酯，下图：单体，PDMAEA，路易斯碱性含氮聚合物）组成的互穿聚合物网络（IPN）构成，并含有 LiTFSI（20-30% 质量）。聚醚磺酸盐主链上固定的磺酸根阴离子（-SO₃^-）使Li⁺转移数接近1，而PDMAEA可中和硫化物电解质分解产生的腐蚀性H₂S副产物。

将1,3-丙烷磺酰胺与丙烯酸二甲基氨基乙酯（质量比1:1）的预制溶液（含甲基三苯基磺酸铵（阳离子引发剂） AIBN（自由基引发剂）及LiTFSI，经刮刀涂布于NMC正极（间隙：80 μm），经真空干燥（60°C，2 h；80°C，1 h；60°C，12 h）通过原位聚合形成30 nm界面层。

电池组装时采用Li₆PS₅Cl颗粒（直径12 mm，200 MPa）与锂金属负极，并在25°C下进行循环测试（0.1 C/1 C，2.4–4.25 V）。该30纳米IPN界面层电极展现出首充库仑效率98.5%、2C倍率容量保持率64.1%、300次循环容量保持率91.5%的性能，而未添加界面层的电池仅为89.5%、21.5%，且在60次循环内失效。

将多孔碳基体（微孔体积分数：90%，BET（布鲁纳-埃米特-泰勒）比表面积：1600 m²/g，总孔体积： 0.95 cm³/g，≤5 nm孔隙占总孔隙体积95%）置于PECVD（等离子体增强化学气相沉积）炉中，在3.5×10^-4 Pa真空度下加热至300°C。施加射频等离子体（13.56 MHz，25 W）。

在沉积压力0.133 kPa下，引入硅烷（SiH₄，20 sccm）和氢气（100 sccm），反应持续50分钟。硅材料以第一相（Si(111)晶粒尺寸≤0.5 nm，非晶态，各向同性体积膨胀）和第二相（Si(111)晶粒尺寸>0.5 nm，晶态，各向异性体积膨胀）沉积，通过PED（进动电子衍射）分析进行定量（见图）。

所得负极材料具有以下特性：第一相面积占比85%，硅晶粒尺寸0.5纳米（XRD测定），硅含量52质量%，BET比表面积5.3 m²/g，D50值12.5微米，20kN条件下粉末电导率1.25 S/cm。

在半电池测试中，该负极材料展现出2025 mAh/g的放电容量，0.1C充放电条件下首循环效率达90.8%，经50次循环后容量保持率为89.0%，电极厚度膨胀率为39.0% （1C充放电条件下），而对照材料（沉积温度500℃，第一相面积占比40%，第二相60%）的对应值分别为1,663 mAh/g、87.9%、84.0%和43.9%。

图示：负极材料（实施例3）经处理后的PED相图，白色区域代表主导的第一相（非晶硅，≥70%面积比例），黑色区域代表第二相（晶体硅，≤30%面积比例），展示了通过可控PECVD条件实现的非晶主导特性。

通过共沉淀法（NiSO₄、CoSO₄、MnSO₄；摩尔比 Ni : Co : Mn = 0.6 : 0.1 : 0.3；NaOH 作为沉淀剂，5 小时）合成了 Ni_0.6Co_0.1Mn_0.3(OH)₂ 前驱体。将前驱体与Li₂CO₃（Li/金属=1.03）和CeO₂（0.3 mol%）在亨舍尔混合机中混合（3000 rpm，30 min），随后在空气气氛下烧结（950°C，10 h），获得平均直径为3-5 μm的单晶颗粒。

烧结促进元素Ce优先富集于颗粒表面，形成包含内层（Ce扩散至核心内部）与外层（Ce滞留于表面）的缓冲层，该结构通过场发射扫描电子显微镜能谱分析（FE-SEM EDS）及纳米二次离子质谱成像（Nano SIMS）得到验证。该缓冲层通过奥斯特瓦尔德熟化作用诱导晶粒生长，使单晶形成所需烧结温度低于未掺杂材料。该材料XRD（003）晶粒尺寸为380纳米，Ni含量/晶粒尺寸比为0.158摩尔百分比/纳米，满足权利要求中定义的≤0.17摩尔百分比/纳米标准。

在半电池测试中，该材料在0.1C放电条件下展现出200.5 mAh/g的容量，经50次循环后容量保持率达92.7%（0.5C充电/1.0 C放电，4.3–4.5 V vs. Li⁺/Li, 45°C），而同温烧结且未添加CeO₂的未掺杂LiNi_0.6Co_0.1Mn_0.3O₂材料仅为90.0%。直流内阻增幅（ΔDCIR）为75.4%，而未掺杂材料增幅达98.6%，这反映出Ce缓冲层赋予的结构稳定性提升。

开发了一种双层微孔层（MPL）气体扩散层（GDL），用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）。该结构在碳纤维无纺布基材上结合了大孔开放式内层（B1）与细孔外层（B2），基材通过浸渍法用碳黑和PTFE粘合剂（质量比70:30，固含量）处理，经干燥（160°C，5分钟）和烧结（400°C，10分钟）而成。

内MPL层B1通过刮刀涂布应用，使用含有PTFE粘合剂（2.1质量%）、碳黑（4.0质量%）、石墨颗粒（4.0质量%；碳黑：石墨质量比1:1）和球形PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）成孔颗粒（0.4质量%；D90 <50 µm）的浆料；涂层重量10 g/m²；120°C干燥。外MPL层B2涂覆于B1之上，含有仅碳黑或碳黑与膨胀石墨（质量比1:3）的PTFE粘合剂；涂层重量5 g/m²；120°C干燥。400°C下最终烧结去除B1中的PMMA颗粒，生成开孔大孔内结构。

双层MPL通过µ-CT（X射线微计算机断层扫描显微镜）测得B1平均孔径为12–100 µm，通过SEM（扫描电子显微镜）测得B2平均孔径为0.005–10 µm（上图）。权利要求要求基材A + B1的最大通孔≥30 µm，且整个GDL的平均孔径通过毛细流孔率法（ASTM F-316:2003）测得≤8 µm。µ-CT横截面证实了具有大开放B1孔和被薄细孔B2层覆盖的双层结构（下图）。

实施例2（膨胀石墨外层）实现平均孔径6.125 µm，O₂传输阻力为3.04 s/cm，较对比单层MPL V1的3.62 s/cm有所降低。实施例1（仅碳黑外层）实现平均孔径1.353 µm，表面粗糙度Ra为2.5 µm，改善了MPL与催化剂层之间的电接触。

B1：内开孔MPL层（大孔，源自成孔剂）
B2：外细孔MPL层（碳黑或碳黑/膨胀石墨）
上图：SEM顶视图显示B2外层，在下方B1大孔位置处有圆顶状突起
下图：µ-CT横截面显示双层MPL结构，具有大的开放B1孔和顶部的覆盖B2层