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研究进展

研究进展

赵勇教授课题组在Angew. Chem. Int. Ed.报道锂金属电池的研究进展

来源: 河南大学材料学院    日期:2020-04-14   浏览次数:

 近期,赵勇教授课题组在锂氧气电池领域取得新进展,相关成果以“A Liquid/Liquid Electrolyte Interface that Inhibits Corrosion and Dendrite Growth of Lithium in Lithium-Metal Batteries”为题,以全文形式在国际化学顶级期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition 2020, 59, 6397-6405, 影响因子=12.257)上发表。

 论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914532

 锂金属负极因其十倍于传统石墨负极的理论容量和最负的化学电势,而受到全世界的广泛关注。在电池循环过程中,由于高活性的锂金属对于大多数电解液组分(溶剂、多硫化物、添加剂等)具有热力学不稳定性,导致严重副反应和枝晶不可控生长,造成锂金属电池的低库伦效率和循环稳定性。如何避免电解液组分与锂电极的接触,抑制锂金属电池中锂的副反应和枝晶不可控生长,是锂金属电池领域的一项挑战(Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 2921)。

 图 (a):传统电解液体系中锂电极的腐蚀和枝晶生长;(b):液/液界面两相电解液体系抑制锂电极的腐蚀和枝晶生长,增强锂电极的稳定性。

 在该研究工作中,赵勇课题组借助有机溶剂之间极性的差异,提出了“液/液两相电解液界面抑制锂金属电池中锂的腐蚀和枝晶生长”的概念性研究。利用弱极性氟硅烷与强极性二甲基亚砜,构建了液/液界面两相电解液体系。通过系统研究两相电解液界面对提升金属锂负极可逆寿命和锂金属电池循环稳定性的能力,证实了液/液界面两相电解液体系抑制锂金属电池中锂的腐蚀和枝晶生长的可行性。该研究工作不仅为锂金属电池中金属锂负极的腐蚀和枝晶问题提供了新的技术手段,还为其他碱金属电池负极的保护方法提供了新思路(Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 6397-6405)。

 特种功能材料实验室硕士生何晓锋为论文第一作者,赵勇博士和宋晓胜博士为论文通讯作者。本工作得到了中组部、国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。

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