锂(Li)金属电池的发展一直受到枝晶生长严重、界面反应剧烈、体积变化大等问题的限制。
为了解决这些问题，中南大学Gui-Chao Kuang，Libao Chen设计了一种LMB(8AP@LIB)，它将聚氧化石墨烯-聚环氧乙烷(8AP)功能化聚丙烯隔膜(8AP)与锂−硼(LiB)阳极结合在一起。
文章要点
1）拉曼结果表明，8AP上的PEO链可以影响电解液中Li+的溶剂化结构，导致Li+的均匀扩散和Li+沉积势垒的降低。8AP具有良好的离子导电性(4.9×10−4 S cm−1)、高的Li+迁移数(0.88)和显著的电解质吸收(2 93%)。3D LiB骨架可以显著降低充放电过程中的阳极体积变化和局部电流密度。
2）因此，8AP@LIB有效地调节了Li+的通量，促进了无枝晶的均匀Li沉积。8AP@LIB的Li||Li对称电池在1 mA cm−2和5 mAhcm−2下表现出高达1000h的电化学稳定性。重要的是，8AP@LIB的Li||LiFePO4全电池在2C下实现了令人印象深刻的2000次循环，同时保持了86%的高容量保持率。
功能化隔膜与LiB阳极的协同效应可能为高性能LMBs的发展提供方向。
参考文献
Tuoya Naren, et al, Stabilizing Lithium Metal Batteries by Synergistic Effect of High Ionic Transfer Separator and Lithium−Boron Composite Material Anode, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c06336
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c06336
