Angew.:化学气相氟化为锂负极与固态电解质构建亲锂保形界面

Angew.:化学气相氟化为锂负极与固态电解质构建亲锂保形界面
尽管大多数用于锂金属电池(LMB)的固态电解质已经实现了高离子电导率,但由于高界面阻抗和锂金属的无限体积变化,固态电解质和锂负极之间快速而稳定的锂离子传输仍然是一个巨大的挑战。
Angew.:化学气相氟化为锂负极与固态电解质构建亲锂保形界面
图1 材料制备及表征
北京化工大学王峰、牛津、Yongzheng Shi等开发了一种化学气相氟化方法,在橡胶衍生的电解质上建立亲锂表面,从而在电化学循环后形成一个有弹性的、超薄的、机械上完整的富锂层。由此形成的超保形层将电解质和锂负极化学地连接起来,并在运行过程中保持动态接触,从而促进了快速稳定的锂离子跨界面传输。此外,超导层中电化学惰性LiF的存在,有效地抑制了电解质成分与锂金属的连续副反应,并引导锂的均匀沉积。
Angew.:化学气相氟化为锂负极与固态电解质构建亲锂保形界面
图2 半电池性能
因此,弹性和亲锂电解质的这些优点赋予固态锂对称电池2500小时的超长循环寿命、1.1 mA cm-2的高临界电流密度和良好的倍率能力。此外,全固态电池在0.5C下的300次循环中表现出良好的稳定性,这表明所设计的电解质在制备无枝晶和高能量密度LMB方面具有潜在的实际应用。
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图3 全电池性能
A Chemically Bonded Ultraconformal Layer between the Elastic Solid Electrolyte and Lithium anode for High-performance Lithium Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202304339

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