厦大谢清水AFM: 由离子整流层诱导的无枝晶反向锂沉积，用于锂金属电池

目前学界为抑制锂 (Li) 枝晶和提高锂金属电池的循环稳定性以促进其商业应用，已经开展了相当多的研究。通过可扩展的方法设计连续、多孔隔膜改性层对于整流锂离子通量，调节锂成核和沉积行为，最终提高锂金属负极的电化学性能具有重要意义，但到目前为止这仍然是一个巨大的挑战。

在此，厦门大学谢清水副教授等人通过可扩展的方法提出了具有均匀纳米孔的连续锌（Zn）纳米颗粒组装膜作为隔膜的改性层。当液体电解质中的Li⁺被Zn膜捕获时原位形成LiZn合金，LiZn合金对于Li的成核和扩散具有高表面能和低扩散势垒。

因此，精心设计的LiZn合金整流层具有分布均匀的 Li⁺扩散路径，不仅可以使 Li⁺通量均匀，同时也引导LiZn层表面均匀的锂成核，并赋予锂向负极的反向生长。

图1. 多孔锌膜改性隔膜（Zn-PP）的合成方案及锂沉积示意图

当应用于具有传统碳酸盐基电解液的Li||LiFePO₄全电池时，改性隔膜可在5 C以及在高达19.72 mg cm^-2的商业质量负载下循环120次后具有144 mAh g^-1的出色可逆容量。

优异的电化学性能归因于改性层诱导的无枝晶反向锂沉积，其亲锂特性可调节隔膜上的均质锂成核以及其分布均匀的纳米孔，用于均匀锂离子通量和增强电解液润湿性。

图2. Zn-PP对电解液中锂离子通量的模拟计算

Dendrite-Free Reverse Lithium Deposition Induced by Ion Rectification Layer toward Superior Lithium Metal Batteries, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202104081

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厦大谢清水AFM: 由离子整流层诱导的无枝晶反向锂沉积，用于锂金属电池

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