目前，锂金属电池的可靠运行受到高电压循环引起的正极崩溃、锂镀层的界面反应性、高温下的自放电以及低温情况下功率输出下降的影响。

近日，西北工业大学Yue Ma，上海大学Shuai Yuan提出了一种异质层，即具有不对称功能涂层的Janus-faces隔膜，以提高LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)|薄层Li箔电池原型的循环耐久性、倍率性能、保存期和环境适应性。

文章要点

1）在面正极侧，通过一种简单的浸渍涂覆方法，构建了由CuSAPO-5 MS和磺化三聚氰胺甲醛缩合物(SMF)组成的500 nm复合涂层，其中软触须(SMF)和硬壳(MS)相干地清除碳酸盐电解液中的残余HF和H₂O。结果，NCM811在高电压循环下实现了结构稳定性以及在氧化闲置存储（55°C）下降低34%的自放电率。

2）另一方面，Ag₂S涂层在与薄层Li箔(50µm)组装的电池上锂化成离子导电Li₁₀Ag₃-Li₂S界面层，有效地使离子电导率比“天然”固体电解质界面高4个数量级，以及在传统碳酸盐电解质中的各向同性Li沉积模式。

3）因此，Janus-faces隔膜策略在更宽的温度范围（0-75 °C）内用于全电池后，保持了多尺度界面的稳定性。在贫电解液条件下（2.3 g Ah⁻¹），将薄层（50 µm）锂箔、JANUS隔膜和高质量负载（23 mg cm⁻²）NCM811正极集成在一起，样机可以达到400.6 Wh kg⁻¹的高能量密度。

性能的改善保证了使用商用电极和电解液生产高能量密集型LMB的简便性和规模化。

参考文献

Min Zhang, et al, Boosting the Temperature Adaptability of Lithium Metal Batteries via a Moisture/Acid-Purified, Ion-Diffusion Accelerated Separator, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201390

https://doi.org/10.1002/aenm.202201390