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同濟(jì)大學(xué)黃云輝ESM一種用于高容量鋰金屬電池的“吃枝晶”型隔膜
近日，出于開發(fā)一種在產(chǎn)業(yè)上可行的鋰保護(hù)方法的考慮，同濟(jì)大學(xué)伽龍、黃云輝課題組提出了一種具有實(shí)際應(yīng)用可行性的“吃枝晶”策略，通過在商用化PP隔膜上引入非常薄的Si涂層來調(diào)節(jié)Li+離子的電沉積并改善鋰負(fù)極的循環(huán)性能。當(dāng)Si層用于LMB中時(shí)，可通過與鋰枝晶發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來避免電池短路。這樣的反應(yīng)還使得在鋰表面上形成了富含硅化物的SEI。這種富含硅化物的SEI不僅可以防止鋰與電解液之間的直接接觸，而且還可以作為“有營養(yǎng)的”備用鋰儲(chǔ)庫，以補(bǔ)充循環(huán)過程中的鋰損失。這樣的過程就像我們吃掉食物并將其轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)以提供能量一樣。使用這種“吃枝晶”的隔膜，鋰負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性和可逆性得到了顯著改善，從而在碳酸酯電解液中實(shí)現(xiàn)了的>1000h的鋰剝離/沉積壽命，并且?guī)靷愋剩–E）被提升到了>97.6％。當(dāng)將其與工業(yè)化用高面載量的LiFePO4正極結(jié)合使用時(shí)，可證明全電池循環(huán)穩(wěn)定性顯著得提高了。這種策略為在實(shí)際應(yīng)用中使用高能量密度的鋰金屬電池提供了一條通用途徑。