不穩定的固體電解質界面(SEI)和樹枝狀生長導致的低庫侖效率和容量衰減對鋰金屬電池的實際應用提出了挑戰。近日,羅馬大學Stefano Passerini、南昌大學Zhou Naigen研究了八苯基倍半硅氧烷(OPS)與LiFSI鹽誘導的高效保護層。
本文要點:
1) OPS對鋰表現出較強的吸附能,其多位點梯度吸附能力使其能夠同時捕獲8Li+并均勻調節鋰離子通量。此外,OPS層的機械強度和電子絕緣導致了保護層下的Li沉積,并有效抑制了鋰枝晶的生長。這種保護層有助于使用LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)作為陰極和超薄OPS保護的鋰箔(20μm)作為陽極的鋰金屬電池具有穩定的無枝晶性能。
2) 在1C下,該電池經過300次循環后具有91.4%的容量保持率。OPS保護的Li陽極和NCM811與Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3固體電解質結合進行了測試,其具有高達300次循環的穩定性,平均庫侖效率為99.58%,容量保持率為85.7%。
Shan Fang et.al Adaptive Multi-Site Gradient Adsorption of Siloxane-Based Protective Layers Enable High Performance Lithium-Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302577
https://doi.org/10.1002/aenm.202302577