宝通娱乐赖超教授在金属锂电池负极研究方面取得重要进展

作者:化学与材料科学学院、科学技术研究院时间:2020-02-14浏览:10设置

  新年伊始,宝通娱乐化学与材料科学学院赖超教授在金属锂电池负极研究方面取得重要进展,该成果《基于辛基酚聚氧乙烯醚/锂络合作用的高稳定金属锂负极的构筑》(英文题目:Stabilizing lithium metal anode by octaphenylpolyoxyethylene-lithium complexation),以宝通娱乐为第一署名单位发表在国际知名期刊Nature Communications上。该论文第一作者为化学与材料科学学院研究生戴宏柳(现为宝通娱乐和加拿大国立科学研究院联合培养博士生),宝通娱乐赖超教授为单独通讯作者。该论文受到国家自然科学基金、徐州市重点研发计划和宝通娱乐高级别论文培育专项资助。

图1. OP-10添加剂保护机理及锂沉积微观结构图

  基于溶解-沉积机制的金属锂负极由于具有高理论比容量、最低的氧化还原电势等优势,成为构建新一代高比能锂离子电池的最佳负极选择。然而,金属锂负极在电化学沉积-剥离过程中存在着不受控的枝晶生长、无限的体积膨胀以及不可逆的界面副反应等棘手的问题。常见改善金属锂负极-电解质界面稳定性的方法包括构建人工SEI膜、使用三维集流体等,但是这些方法要么会一定程度上牺牲全电池的能量密度、要么就是很难在实用性方面取得突破。开发新型电解液添加剂是一种能够与现有电池生产工艺的相兼容的方法,理想的电解液添加剂不仅需要协助形成坚固稳定的SEI膜,而且也要能够调控锂离子在界面上的分布。因此,多功能电解液添加剂的运用成为了研究人员关注的焦点。

  赖超教授课题组利用长苯基碳链的聚氧化乙烯作为电解液添加剂与锂离子络合来稳定金属锂负极界面的工作 (如图1所示)。文章最大的亮点在于从多个角度分别控制变量来对辛苯基聚氧化乙烯-Li络合物的作用机理进行详细的研究分析。作用机理如下:首先是OP-10中的氧化乙烯基团具有很强的亲锂性,会与Li+发生较强程度地络合形成EO/Li络合物来调控锂离子在负极表面的均匀沉积。然后,OP-10中适当的碳链长度使其吸附在负极表面后可以发生自组装来诱导稳定SEI膜的形成,同时添加剂本身也会参与SEI膜的形成。此外,OP-10添加剂会降低电解液粘度使得负极-电解液界面上的传质过程加快,保证高倍率大电流下的电池正常工作。

返回原图
/

宝通娱乐宝通娱乐
宝通娱乐

Copyright © 2002-2019宝通娱乐版权所有