​Adv. Energy Mater.：通过超薄亚纳米多孔碳纳米膜调节阳离子传输抑制锂枝晶形成

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​Adv. Energy Mater.：通过超薄亚纳米多孔碳纳米膜调节阳离子传输抑制锂枝晶形成

由于锂金属负极具有很高的理论容量，抑制锂枝晶生长已成为研究热点。目前用于锂金属电池（LMB）的传统Celgard膜由于其固有的不规则孔径，无法在电极/电解质界面上获得均匀的锂通量。
美国韦恩州立大学Leela Mohana Reddy Arava教授、德国耶拿·弗里德里希·席勒大学 Andrey Turchanin教授使用包含亚纳米级孔作为夹层的超薄（≈1.2 nm）碳纳米膜（CNM）来调节锂离子的传输。
​Adv. Energy Mater.：通过超薄亚纳米多孔碳纳米膜调节阳离子传输抑制锂枝晶形成

研究亮点1

报道了一种具有亚纳米多孔离子传导通道（平均孔径≈0.7 nm，孔密度为 1014 cm-2）厚度为 1.2 nm的二维碳纳米膜 (CNM)，以调节锂离子在电极-电解质界面处的传输，并抑制枝晶形成。CNM是由1,1′：4′，1〃-三联苯基-4-硫醇（TPT）分子通过电子辐照交联自组装单分子膜（SAM）得到的，与传统的导电碳完全不同。据作者所知，这是首次采用这种亚纳米多孔膜应用于LMB。

研究亮点2

对称电池分析表明，在没有形成锂枝晶的情况下，具有CNM夹层的电池的循环时间比对照实验长2倍以上。采用LiFePO4正极的LMB在超过300次循环内表现出稳定、平坦的低极化电压分布，表明受调节的传质效果。

​Adv. Energy Mater.：通过超薄亚纳米多孔碳纳米膜调节阳离子传输抑制锂枝晶形成
图1 制备及表征
​Adv. Energy Mater.：通过超薄亚纳米多孔碳纳米膜调节阳离子传输抑制锂枝晶形成
图2 LFP|Li电池性能
Inhibition of Lithium Dendrite Formation in Lithium Metal Batteries via Regulated Cation Transport through Ultrathin Sub-Nanometer Porous Carbon Nanomembranes. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202100666

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