不可控的锂(Li)枝晶生长和复杂的电极/电解质界面(EEI)问题阻碍了高能量密度锂金属电池(LMBs)在实践中的进一步应用。在此,复旦大学沈剑锋、叶明新、南开大学房华毅通过直接固化电极表面上的功能性含硼单体来设计双层异质结构凝胶聚合物电解质(BGPE),以确保优异的导电性,同时解决界面问题,实现持久的耐高压性和锂枝晶抑制。
本文要点:
1) BGPE中3D交联网络的未被占据p轨道部分不但提高了Li+转移数(0.78),而且通过锚定PF6-阴离子和调节均匀的Li沉积,增强了Li金属的界面稳定性并抑制了枝晶生长,从而确保了Li/BGPE/Li电池的长循环周期。
2) 此外,功能添加剂亚磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯和三(五氟苯基)硼烷可以优先氧化和分解,形成稳定的富B、F和Si的EEI,有效调节EEI的均匀生长。因此,LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/BGPE/Li和LiFePO4/BGPE/Li全电池表现出稳定的循环和优异的倍率性能。
Longli Ma et.al Designing Bilayer Heterostructure Functional Polymer Electrolytes with Interfacial Engineering Strategy for High-Performance Lithium Metal Batteries Adv. Functional Mater. 2025
https://doi.org/10.1002/adfm.202414816