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研究进展

研究进展

赵勇课题组在J. Mater. Chem. A报道高锂离子含量隔膜增强锂负极稳定性的研究进展

来源: 河南大学材料学院    日期:2020-07-08   浏览次数:

近期,赵勇教授课题组在人工隔膜增强锂负极循环稳定性方面取得新进展,相关成果以“Inhibiting the shuttle effect using artificial membranes with high lithium-ion content for enhancing the stability of the lithium anode”为题,全文形式在Journal of Materials ChemistryA(J.Mater. Chem. A 2020,DOI:10.1039/c9ta13304f)上发表。

锂负极较差的循环稳定性是锂金属电池发展的技术瓶颈,锂负极与电解液功能组分间的副反应是造成锂负极循环稳定性差的重要原因。现有保护锂负极的方法,如原位固态电解质膜、锂合金、人工锂离子传导膜等可以提高锂负极的循环稳定性,然而上述方法依然难以满足锂金属电池中锂负极长循环稳定性的要求,尤其是电解液中含有不同种类的氧化还原分子时。因此,构建一种锂负极保护效果优异、且锂离子传导率高的人工隔膜,对提升锂金属基电池的循环稳定性至关重要的。

图:高锂离子含量隔膜阻隔氧化还原分子在正负极穿梭的示意图

在该研究工作中,赵勇课题组通过将聚苯乙烯磺酸和氧化石墨烯进行锂化处理,得到了聚苯乙烯磺酸锂和锂化氧化石墨烯,然后将上述材料制备成复合隔膜,利用隔膜中锂化聚合物与锂化氧化石墨烯中带电基团的静电作用,抑制氧化还原分子在正负极间的穿梭,从而在保证隔膜优异的锂离子传导能力情况下,实现锂负极的长循环稳定运行。该研究工作为锂金属基电池中锂负极保护、及提升电池循环稳定性提供了新的研究思路和技术手段。

特种功能材料重点实验室硕士研究生梁栋为论文的第一作者。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。

论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ta/c9ta13304f#!divAbstract

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