AM：一种防止碱金属枝晶形成和提高CE的通用超分子化策略

碱金属具有低电位、高容量的特点，是下一代电池理想的负极材料，但存在着枝晶生长和低库仑效率（CE）等问题。实现均匀的金属沉积和具有可靠的固态电解质界面（SEI）是克服这些问题的基本要求。

天津大学杨全红教授、吴士超教授报道了一种碱金属阳离子与冠醚遵循尺寸匹配规则的超分子化策略，以防止碱金属枝晶形成和提高 CE。

带正电的超分子复合物的还原电位比相应的碱金属阳离子低得多，可提供理想的静电屏蔽层，调节金属负极突起周围由于带正电静电层的排斥作用而产生的沉积，保证金属离子在负极表面的均匀沉积。超分子配合物（冠醚-碱金属负离子）还通过调节双电层的组成诱导形成超薄有机主导的SEI层，这改善了SEI在重复循环过程中柔性和完整性，提高了锂、钠和钾金属负极的稳定性。

对于锂金属负极，冠醚在Li||Cu半电池（电流密度：0.5 mA cm^–2，面积容量：0.5 mAh cm^–2）的200次循环中将CE提高到97.0%，在具有酯基电解液的对称电池（2 mA cm^–2，1 mAh cm^–2）中的寿命为500小时。此外，过量 200%的锂基全电池在100次循环后的容量保持率约为 100%。这种冠状超分子化策略是一种新的化学方法，可用于生产无枝晶金属负极电池，不局限于碱金属电池。

图1 电解液中加入冠醚对碱金属电池稳定性的影响

图2 Li|NMC811电池性能

Crowning Metal Ions by Supramolecularization as a General Remedy toward a Dendrite-Free Alkali-Metal Battery. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.20210174

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AM：一种防止碱金属枝晶形成和提高CE的通用超分子化策略

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