江苏师范大学Nat. Commun.：通过辛基苯基聚氧乙烯-锂络合稳定锂金属负极

兔兔

2020-02-01

可充电移动设备、电动汽车和大规模电网储能的高需求促使人们对高能量密度的锂电池进行深入研究。锂金属由于其低的电化学势和高的理论容量而成为锂电池的理想负极。因此，将容量最高的负极（金属Li）与高容量的正极（包括O₂和S）结合在一起的电池引起了广泛的关注。然而，阻碍Li-O₂和Li-S电池广泛实际应用的主要障碍是与金属锂负极有关的问题。锂枝晶的沉积、大的体积变化和不稳定的固体电解质界面（SEI）层都导致了锂金属电池的不实用性。在此，江苏师范大学赖超教授报道了一种添加辛基苯基聚氧乙烯（OP-10）添加剂的电解液，其可使锂负极表面形成稳定的复合层。该表面层不仅促进了锂的均匀沉积，而且促进了由交联聚合物组成的坚固的固体电解质界面膜的形成。因此，使用OP-10添加剂构建的锂对称电池在1 mA cm⁻²的400个循环中表现出优异的循环稳定性，并在高达4 mA cm⁻²的电流密度下也表现出优异的性能。用LiFePO₄正极组装的全电池显示出高的倍率性能和令人印象深刻的循环能力，每个循环的容量衰减只有0.023%。这项研究提出了一种有效的锂沉积调控策略，构建了稳定的SEI膜，能够显著抑制锂枝晶的生长。此外，它还开拓了一种新的电解质添加剂，用于生产更安全、持久和更耐高电压的锂电池。

Hongliu Dai, Xingxing Gu, Jing Dong, Chao Wang, Chao Lai, Shuhui Sun. Stabilizing lithium metal anode by octaphenyl polyoxyethylene-lithium complexation. Nature Communications 2020, 11 (1), 643.

DOI: 10.1038/s41467-020-14505-8

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-14505-8