太阳集团app首页吳丁财教授和劉紹鴻副教授在锂金屬負極方面取得重要突破

锂金屬—電解液界面通常組分不均一且穩定性差，容易引發不可控的锂枝晶生長，并迅速降低電池的循環穩定性，從而嚴重阻礙锂金屬電池的實際應用。有鑒于此，太阳集团app首页吳丁财教授和劉紹鴻副教授等人最近通過多孔高分子刷（超交聯聚4-氯甲基苯乙烯納米球表面接枝聚（低聚乙二醇）甲基丙烯酸甲酯，簡稱為xPCMS-g-PEGMA）與單離子導電锂化Nafion樹脂的合理集成，發展了一種堅固的全有機人工界面保護層，由此獲得了高效的無枝晶锂金屬負極。具有剛性超交聯骨架的多孔xPCMS内核不僅顯著提高了人工保護層的機械強度，還可提供快速的锂離子傳輸通道；與此同時，柔性的PEGMA 側鍊以及锂化Nafion樹脂有利于形成結構穩定、锂離子擴散均勻且锂離子遷移數高的人工保護層。在該人工固體電解質界面層的保護下，锂金屬負極可在10 mA cm-2的超高電流密度下實現超過9100小時（>1年）的超長穩定循環，并在10 mAh cm-2的大面容量下實現超過2800小時的穩定可逆锂沉積/剝離。進一步地，當與高載量正極（~4 mAh cm-2）配對時，受保護的锂負極也顯示了出色的電池穩定性，說明實際應用前景廣闊。

Shimei Li, Junlong Huang, Yin Cui, Shaohong Liu *, Zirun Chen, Wen Huang, Chuanfa Li, Ruliang Liu, Ruowen Fu, Dingcai Wu*, A robust all-organic protective layer towards ultrahigh-rate and large-capacity Li metal anodes, Nature Nanotechnology, 2022, 17, 613-621.