杜丽/刘述梅AM：双强化稳定界面的可扩展聚合物电解质助力4.5 V锂金属电池

在具有高容量富镍LiN_xCo_yMn_1-x-yO₂（NCM）层正极的锂金属电池中，稳定电解质-电极界面并阻止锂枝晶生长仍然是一个巨大的挑战。

在此，华南理工大学杜丽教授、刘述梅教授等人通过丙烯酸六氟丁酯和亚甲基双丙烯酰胺的共聚制备了一种特殊的分子级设计聚合物电解质，从而构建了双重增强的稳定界面。其中氟化和氮化官能团的引入促进了富氟化和氮化固体电解质相（SEI）的形成，从而引导了Li⁺的均匀分布并抑制了锂枝晶的不规则生长。

同时，抗氧化的氟化和氮化基团可促进构建坚固的CEI，从而有效抑制富镍NCM正极材料的界面副反应和结构降解。此外，该工作还采用了一种简便且可扩展的两阶段流变调节紫外引发聚合策略，可用于卷对卷制造氟化和氮化聚合物电解质（F&NPE）。

图1. 电解质的制备示意图

研究表明，该工作所制备的F&NPE在室温下具有1.01 mS cm^-1的高离子电导率。采用F&NPE的锂/锂对称电池在0.5 mA cm^-2下可稳定运行700小时，在0.1 mA cm^-2下可稳定运行1600小时，且不会发生短路。

由于采用了双强化界面，NCM622/F&NPE/Li全电池即使在室温下4.5 V的电压下（500次循环后保持率为85.0%）也能提供出色的循环稳定性。因此，该项工作从分子级设计和工艺性设计的角度，为推动具有高能量密度和高安全性的高压LMB的发展提供了新的启示。

图2. 全电池性能

Enabling Scalable Polymer Electrolyte with Dual-Reinforced Stable Interface for 4.5 V Lithium Metal Batteries, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202304951

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杜丽/刘述梅AM：双强化稳定界面的可扩展聚合物电解质助力4.5 V锂金属电池

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