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?AFM：酯基與鋰鹽的結(jié)合：醋酸纖維素為穩(wěn)定的鋰金屬負(fù)極提供富LiF界面

鋰枝晶的形成和生長(zhǎng)阻礙了高能量密度鋰金屬電池（LMB）的實(shí)際應(yīng)用。通過(guò)調(diào)節(jié)源自電解質(zhì)降解的固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI）來(lái)均勻化鋰離子通量以抑制鋰枝晶是必要的，但仍然具有挑戰(zhàn)性。

浙江工業(yè)大學(xué)陶新永教授、Yujing Liu教授制備了具有功能性鋰鹽的離子親和醋酸纖維素 (CA) 以制備具有快速Li⁺擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)的SEI。

首先，從理論上和實(shí)驗(yàn)上確定了功能酯基與LiN(CF₃SO₂)₂ (LiTFSI) 之間的相關(guān)性，其中 C=O 通過(guò)靜電相互作用強(qiáng)烈吸附N(CF₃SO₂)^2?以增強(qiáng)電荷轉(zhuǎn)移促進(jìn)的 LiTFSI分解。此外，如低溫透射電子顯微鏡證實(shí)的那樣，具有非原位摻雜的LiTFSI的CA放大了這種氟化降解效應(yīng)，從而原位建立了富含LiF的SEI納米結(jié)構(gòu)。

結(jié)果，有效抑制了循環(huán)過(guò)程中鋰枝晶的生長(zhǎng)，對(duì)稱(chēng)電池在3 mA cm^-2的高電流密度下，壽命延長(zhǎng)了6倍以上。這項(xiàng)研究為實(shí)現(xiàn)超穩(wěn)定 LMB 的界面設(shè)計(jì)提供了見(jiàn)解。

圖1 不同電極的沉積過(guò)程及表征

圖2 電化學(xué)性能

Marrying Ester Group with Lithium Salt: Cellulose-Acetate-Enabled LiF-Enriched Interface for Stable Lithium Metal Anodes. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202102228

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