厦门大学孙世刚院士，最新JACS！

研究概述

锂金属电池在实际应用中的瓶颈在于较差的循环稳定性以及锂枝晶问题。

基于此，2024年11月1日，厦门大学孙世刚院士/黄令教授/邓亚平副教授在国际期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Constructing an Artificial Interface as a Bifunctional Promoter for the Li Anode and the NCM Cathode in Lithium Metal Batteries》的研究论文。

在此，研究人员提出了一种通过构建混合人工界面来改善锂负极的界面工程策略。

该界面是通过光控自由基聚合（photo-CRP）技术将聚乙二醇二丙烯酸酯-甲基丙烯酸六氟丁酯和甲基丙烯酸六氟丁酯-三氟乙基碳酸酯（PEGDA-HFMBA@HFMBA-FEMC或PH@HF层）组装到锂负极上。

在这些混合界面中，PEGDA-HFMBA的内层作为具有柔韧性和抗断裂性的保护层，而HFMBA-FEMC的外层则作为LiF的储存层，以促进Li传质和均匀电沉积。

同时，一些过量的HFMBA和FEMC单体作为分子添加剂进一步溶解到电解液中，随后原位生成一层薄而坚固的富LiF正极电解液界面（CEI）。

使用这种锂负极，Li/NCM811全电池的循环稳定性大幅提升，经过400次循环后容量保持率为81.8%。

当截止电压提高到4.5V或工作温度提高到45°C时，电池仍然能够稳定运行超过300次循环。

图文解读

图1：PH@HF层的设计与形成机理

图2：不同条件下的电池循环性能

图3：NCM811的结构变化和CEI特性

文献信息

Constructing an Artificial Interface as a Bifunctional Promoter for the Li Anode and the NCM Cathode in Lithium Metal Batteries, Journal of the American Chemical Society, 2024.

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