《德國應用化學》刊發我院王成亮教授團隊提高锂電池性能新進展

作者: 时间:2021-03-31 点击数:

锂金屬負極由于具有超高的理論比容量(3860 mAh g-1)與極低的電極電勢(-3.04V vs. 標准氫電極),得到了廣泛的關注,有望大幅提高锂電池的性能,成爲下一代锂電池負極材料的首選。但锂金屬化學性質活潑,易與電解液發生反應在锂表面生成固態電解質界面層(SEI)。由于SEI的組成與結構的不均勻性,會導致锂在沈積的過程中産生枝晶,從而造成較低的庫倫效率、電解液的持續損耗、死锂的産生,甚至引發安全事故。

近日,我院王成亮教授與南京大學馬晶教授合作,首次提出利用氫鍵相互作用高效調控锂離子溶劑化結構的策略,促進了高質量SEI膜的形成,最終抑制了锂枝晶的形成與擴張,有效改善了锂金屬電池的性能。天津大學的胡文平教授對本文的工作也給予了指導。


在锂離子電池中,锂離子的溶劑化效應會造成溶劑分子在充放電過程中的優先還原,産生固態電解質界面層(SEI)。而不均勻的SEI層會導致锂枝晶的生長,帶來巨大的安全隱患。王成亮教授團隊通過引入少量添加劑(2,4,6-三羟基苯-1,3,5-苯三甲醛),在不改變其他條件的情況下,利用添加劑與溶劑、電解質的氫鍵作用,有效調控了锂離子的溶劑化殼層,促進高質量SEI的産生。高質量的SEI促進了锂金屬的均勻沈積,有效提升了其庫倫效率。

1、加入少量添加劑,有效提高锂電池的穩定性

該工作發表在近期的《德國應用化學》(影響因子:12.956)上。博士生姜澄和南京大學博士生賈晴晴爲該文的共同第一作者,王成亮教授和馬晶教授爲共同通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金和中國博士後基金等項目的資助。

原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202101976



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