锂金属被广泛认为是高能量锂电池的“终极”负极,但其高反应活性和脆弱的界面使其容易形成枝晶,限制了其实际应用。
受金属表面自组装单分子层的启发,南方科技大学Ke Liu,Xian Kong,Jiayu Wan提出了一种简单而有效的策略,通过创建人造固体电解质中间相(SEI)来稳定锂金属负极。
文章要点
1)方法涉及在MPDMS中浸涂锂金属以形成富含无机成分的SEI层,从而在碳酸盐电解质中进行500次以上的低过电势循环后实现均匀的锂电镀/剥离。
2)相比之下,原始锂金属仅在300次循环后就显示出过电位的快速增加,导致很快失效。分子动力学模拟表明,这种均匀的人工SEI抑制了锂枝晶的形成。
3)研究人员进一步证明了其增强的稳定性与LiFePO4和LiNi1−x−yCoxMnyO2正极的配对,突出了所提出的策略作为实用锂金属电池的有前途的解决方案。
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Chao Li, et al, Self-Assembly Monolayer Inspired Stable Artificial Solid Electrolyte Interphase Design for Next-Generation Lithium Metal Batteries, Nano Lett., 2023
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00783
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00783