吉大魏英进/王义展Nano Lett.：具有表面凹坑结构的刚柔保护膜助力无枝晶高性能锂金属负极

锂金属一直被视为可充电池的终极负极，但其差循环寿命和有害的安全问题严重阻碍了其实际应用。

吉林大学魏英进、王义展等人采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯Al₂O₃+LiNO₃无机添加剂制备了一种具有表面凹坑形态的刚性/柔性复合保护膜（称为“SPF”），作为锂金属负极的沉积主体和人工SEI。

一方面，SPF膜充当电解液阻挡层，以隔离锂金属与电解液溶剂的直接接触。同时，表面凹坑也改善了电解液的渗透，从而可以快速稳定电解液/电极界面。由于独特的表面凹坑结构，锂不仅可以通过SPF薄膜沉积在基板上，还可以沉积在薄膜的表面凹坑中。

这两种沉积机制带来了大的沉积面积，从而允许SPF保护的锂金属(SPF@Li)在高电流密度下稳定循环。此外，无机添加剂提高了薄膜的机械模量，使其具有足够的柔性和硬度，以抑制锂枝晶的生长。

图1 SPF薄膜的制备和表征

因此，SPF@Li电极可在10.0 mA cm^-2的高电流密度下工作超过1000小时。当它与LiFePO₄(LFP)配对时，电池可稳定循环500次以上，容量保持率为97.5%。

此外，当与硫正极匹配时Li-S电池也实现了同样出色的循环稳定性。该工作为锂金属负极人工界面膜的设计提供了一种新的策略，对实用锂金属电池的发展具有广阔的前景。

图2 SPF@Li||LFP电池的电化学性能

A Rigid-Flexible Protecting Film with Surface Pits Structure for Dendrite-Free and High-Performance Lithium Metal Anode. Nano Letters ( IF 11.189 ) Pub Date : 2021-08-12 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02709

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/25/e247bb4ff7/

吉大魏英进/王义展Nano Lett.：具有表面凹坑结构的刚柔保护膜助力无枝晶高性能锂金属负极

相关推荐