​黄云辉/许恒辉AEM：诱导形成富LiF的SEI实现长寿命固态锂金属电池

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​黄云辉/许恒辉AEM：诱导形成富LiF的SEI实现长寿命固态锂金属电池
固体电解质间相（SEI）的组成对于锂金属负极基固态电池的稳定运行至关重要。
​黄云辉/许恒辉AEM：诱导形成富LiF的SEI实现长寿命固态锂金属电池
图1. PVT-10CuPcLi的制备及表征
华中科技大学黄云辉、许恒辉等通过将完全共轭的多酞酸铜金属（CuPcLi）引入PVDF-b-PTFE（PVT）固态聚合物电解质中以调节其氧化还原状态，并改善电子转移动力学以加速氟化成分的分解。因此，在锂/电解质界面原位形成了富含氟化锂的有效SEI，增强了锂离子传输动力学，调节了锂的沉积行为，在锂/锂半电池中提供了超过2000小时的超稳定的锂沉积/剥落性能。
此外，来自TFSI-的Cu2+和O原子之间的化学吸附抑制了电解质中阴离子的移动，并且CuPcLi改善了锂离子的释放，因此PVT-10CuPcLi固态聚合物电解质表现出0.8 mS cm-1的高锂离子传导率和0.74的高锂离子转移数。
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图2. 半电池性能
受益于上述优势，PVT-10CuPcLi固态聚合物电解质与LiFePO4配对，可提供出色的循环性能，即使在室温和1C下循环1000次后，其容量保持率也达到92%。当与高压LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（NCM622）正极配对时，电池可以在1C循环300次后仍具有超过88%容量保持率。此外，采用16-μm厚的PVT-CuPcLi电解质、石墨负极和NCM523正极的软包电池，在20次循环后可提供0.97 Ah的实际容量。
总体而言，这项工作提供了一个有效的策略，即通过调节一个理想的SEI层来改善界面稳定性，从而在储能系统中实现超稳定的沉积/剥离过程。
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图3. 全电池性能
Lithiated Copper Polyphthalocyanine with Extended π-Conjugation Induces LiF-Rich Solid Electrolyte Interphase toward Long-Life Solid-State Lithium-Metal Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202204425

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