Nat. Commun.：腐蚀抑制层可解决锂金属电池中不可逆的锂损失

锂（Li）等反应性负极在电池储存和运行过程中会受到电解质的严重化学和电化学腐蚀，导致电池的可循环性迅速恶化，寿命缩短。锂的腐蚀与固体电解质界面（SEI）的特性有关。

在此，中国计量大学金成滨，浙江工业大学陶新永，杭州电子科技大学盛欧微等人通过设计的电化学工具和冷冻电子显微镜定量监测了典型电解质中的Li腐蚀和SEI进展（如溶解、重组）。结果显示，连续的锂腐蚀与SEI溶解呈正相关。

更重要的是，该工作设计了一种包含低溶解度聚合物和金属氟化物的防腐和界面稳定的人工钝化层。Li对称电池和长期运行的Li||LiFePO₄电池的锂腐蚀减少了~74%（0.66 vs 2.5 μAh h^-1）。此外，该策略可以进一步扩展到安时规模的软包电池。

图1. 抗锂腐蚀人工钝化层的设计与制备

总之，锂金属-液体电解质界面的这种动态演化在很大程度上决定了锂金属电池的稳定性和性能。该工作提出引入保护层来抑制电解质的SEI 溶解和Li腐蚀。值得注意的是，由聚合物和氟化物（例如MgF₂@PVDF）组成的复合材料可以作为典型理想的人工钝化层，以将锂金属等反应性负极的腐蚀减少74%。PVDF基体能够将锂金属和天然SEI与电解液隔离，而氟化物与Li反应形成耐腐蚀的Li合金和LiF，进一步抑制Li腐蚀。

此外，人工钝化层成功促进了离子传输和沉积，防止锂枝晶生长和死锂积累。因此，该项工作揭示了SEI溶解及其与锂腐蚀的相关性，通过减少锂损失使锂金属电池能够持久运行。

图2. 锂金属负极和商业正极的电池的电化学评估

A corrosion inhibiting layer to tackle the irreversible lithium loss in lithium metal batteries, Nature Communications 2023 DOI: 10.1038/s41467-023-44161-7

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/02/02/7a0906e0f6/

Nat. Commun.：腐蚀抑制层可解决锂金属电池中不可逆的锂损失

相关推荐

发表回复