調(diào)控涉及雙電層離子配位的納米級(jí)界面溶劑化結(jié)構(gòu)對(duì)于構(gòu)建穩(wěn)定、快速的離子傳輸固體電解質(zhì)界面相，用于在低溫使用條件下運(yùn)行的革命性鋰金屬電池 (LMB) 具有重要意義。
基于此，香港理工大學(xué)Haitao Huang，西北工業(yè)大學(xué)Keyu Xie提出了一種使用 PMETAC 聚合物刷調(diào)控納米級(jí)界面溶劑化結(jié)構(gòu)的有效策略，該策略適用于不同的電解質(zhì)化學(xué)性質(zhì)和使用溫度。
文章要點(diǎn)
1）研究人員通過(guò)衰減全反射分析和理論計(jì)算相結(jié)合揭示了獨(dú)特的界面溶劑化結(jié)構(gòu)和潛在的協(xié)同機(jī)制。由于聚合物刷的季胺氮與電解質(zhì)陰離子之間的靜電相互作用，以及聚合物刷獨(dú)特的空間位阻效應(yīng)，溶劑分子被排除在第一內(nèi)溶劑化殼層之外，更多的陰離子進(jìn)入電子雙電層參與鋰離子的配位，從而促進(jìn)了穩(wěn)定的富含無(wú)機(jī)離子的SEI的形成，有利于離子的傳輸。
2）利用獨(dú)特的納米界面溶劑化結(jié)構(gòu)，組裝的LMBs可以在室溫下穩(wěn)定運(yùn)行1.7年以上，在-20 °C的低溫下也可以穩(wěn)定運(yùn)行。更令人興奮的是，該策略可以支持AH級(jí)無(wú)負(fù)極鋰金屬袋電池的工業(yè)化制造。
這項(xiàng)工作揭示了調(diào)節(jié)納米尺度界面溶劑化結(jié)構(gòu)的重要性，促進(jìn)了高能LMBs在各種使用條件下的實(shí)際應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
Nan Li, et al, Customization Nanoscale Interfacial Solvation Structure for Low Temperature Lithium Metal Batteries, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE01463D
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee01463d
