金属所李峰/孙振华Small：包含LiNO3的夹层实现400Wh/kg的稳定锂金属电池!

锂金属是未来可充电池的理想电极材料。然而，枝晶的形成和不稳定的固体电解质界面膜导致了安全问题和糟糕的库伦效率（CE）。硝酸锂能显著提高金属锂负极在酯类电解液中的性能，但其使用受到低溶解度的限制。

中国科学院金属研究所李峰、孙振华等为增加电池中LiNO₃的含量，在正负极之间放置了一个含有解离LiNO₃的聚碳酸乙烯酯有机凝胶夹层（LNO-PVC）。

图1 LNO-PVC的制备

为实现上述目标，作者通过电纺法制备了由含有LiNO₃的PVC主体材料组成的多孔夹层（LNO-PVC）。选择PVC作为宿主材料是因为其单体结构与碳酸乙烯酯（EC）相似，并且LiNO₃在其中具有良好的溶解度。此外，设计纤维状的夹层微结构可以促进Li⁺迁移。结果，该夹层中解离的LiNO₃具有快速的LiNO₃释放率，并补偿了酯类电解液在循环过程中消耗的LiNO₃。

图2 锂沉积的形貌

因此，通过这个夹层，锂金属负极的性能得到了明显的改善。锂-铜电池在0.5 mA cm^-2-1 h时的平均CE达到98.6%，在1 mA cm^-2-1 h的300次循环中达到98.5%。另外，采用LNO-PVC夹层的Li||NCM811软包电池也可以达到400 Wh kg^-1的能量密度，循环寿命为65次。这一策略揭示了这种盐的状态对其释放/溶解动力学的影响，这是由盐和主材料之间的相互作用决定的。

图3 Li||LiCoO₂和Li||NCM811全电池性能

An Interlayer Containing Dissociated LiNO3 with Fast Release Speed for Stable Lithium Metal Batteries with 400 Wh kg−1 Energy Density. Small 2022. DOI: 10.1002/smll.202202349

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金属所李峰/孙振华Small：包含LiNO3的夹层实现400Wh/kg的稳定锂金属电池!

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