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近年来，全球锂资源消耗量持续增加。陆地锂资源有限且分布不均匀，给全球锂资源供应安全带来挑战。从海水中提取锂有望为人类社会提供充足的锂源，其中基于锂离子筛膜（如Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃，（LAGP））的组合电解质提锂体系由于选择性高、操作简易的优势成为一类最具前景的海水提锂技术。然而，海水组分复杂，LAGP浸泡在海水中表面发生离子交换和局部溶损，稳定性逐渐下降最终失去分离锂离子的能力。

针对上述问题，betway88西汉姆联何平教授与周豪慎教授团队联合清华大学谷林教授团队提出了一种渗透生长策略，通过酸蚀—烧结重构过程，在LAGP膜与TiO₂层的界面处借助Ti⁴⁺/Ge⁴⁺离子交换成功构建了晶格匹配LATP/LAGP界面层。该界面层不仅可以将TiO₂层与LAGP膜紧密的联结为整体，还具有高离子电导率，实现连续的Li⁺传输通道。该策略成功实现对LAGP膜的有效保护（图1）。

图1 共生结构层LAGP膜的构筑与提锂示意图

研究显示，共生结构层的厚度约为330 nm（图2a）。在TiO₂层与LAGP膜的界面处存在晶格匹配的界面相。通过透射电子显微镜深入分析（图2b–c），可以看出界面相是一个存在一定化学梯度的多相区域，其中包含与LAGP晶格匹配的 LATP相（LAGP与LATP都是NASICON结构）。组装相同的提锂装置在100 μA cm^–2的电流密度下进行提锂稳定性测试，LAGP膜在工作150 h后电压突然下降，说明LAGP膜失效，无法继续用于提锂操作。而共生结构层的LAGP膜可以持续工作650 h（图2d）。该研究为海水提锂领域中高稳定性锂离子筛膜的制备提供了新的思路。

图2 具有共生结构层的LAGP膜中，TiO₂层与LAGP膜之间晶格匹配界面相的表征。（a）透射电子显微镜（TEM）图像；（b）TiO₂与LAGP膜界面区域的选区电子衍射图。TiO₂ 共生层的厚度约为 330 nm；（c）图 3a 中红色区域的高分辨率透射电子显微镜图像。1-4 为相应的傅里叶变换图，比例尺：2 nm；（d）共生结构层LAGP膜与LAGP膜在提锂过程中的稳定性比较

相关研究以"Designing an Intergrowth-Structure Li lon-Sieve Membrane forLong-Term Stable Lithium Extraction"为题，于2026年3月15日在Angewandte Chemie International Edition上在线发表（DOI：10.1002/anie.202525608）。betway88西汉姆联何平教授、周豪慎教授与清华大学材料科学与工程学院谷林教授为论文通讯作者，betway88西汉姆联2020级直博生王义钢为第一作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省重点研发计划、江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金等项目的资助，同时也得到了固体微结构物理国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心、江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室和betway88西汉姆联储能材料与技术中心等单位的支持。