Nano Letters：定向聚合物基质中空间受限的LiF纳米粒子作为锂金属负极的人工SEI层

Nanoyu

2022-12-29

锂枝晶的不可控生长和锂/电解质界面的不稳定性阻碍了下一代可充电锂金属电池的发展。无机纳米粒子和聚合物的组合作为人工SEI层在调节锂离子通量方面显示出巨大的潜力。

近日，北京理工大学陈人杰教授，Teng Zhao报道了一种软硬结合的锂金属保护膜，其中LiF纳米颗粒被空间限制在聚合物基质的排列通道中，作为锂金属阳极的人工SEI层。

文章要点

1）LiF纳米粒子通过静电相互作用被限制在PVDF-HFP的分级通道中，避免了LiF纳米粒子的不均匀团聚。LiF@多孔PVDF-HFP膜(LiF@PPF)可以成功地抑制电解质和锂金属阳极之间的副反应。此外，高介电PVDF-HFP使锂金属表面附近的电场均匀化，而球磨LiF纳米颗粒的排列缩短了通过人工SEI的离子传输路径。无机和有机材料的结合提供了足够的韧性和强度。

2）当在碳酸盐电解质中以1 mA/cm²的电流密度工作时，Li//Li对称电池可以循环900小时以上，当与LiFePO₄正极配对时，配备该负极的全电池即使在9.5 μL mAh^-1的贫电解质条件下也表现出良好的性能。

参考文献

Tianyang Yu, et al, Spatially Confined LiF Nanoparticles in an Aligned Polymer Matrix as the Artificial SEI Layer for Lithium Metal Anodes, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c04242

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c04242