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Angew.：化學(xué)氣相氟化為鋰負極與固態(tài)電解質(zhì)構(gòu)建親鋰保形界面

盡管大多數(shù)用于鋰金屬電池（LMB）的固態(tài)電解質(zhì)已經(jīng)實現(xiàn)了高離子電導(dǎo)率，但由于高界面阻抗和鋰金屬的無限體積變化，固態(tài)電解質(zhì)和鋰負極之間快速而穩(wěn)定的鋰離子傳輸仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

圖1 材料制備及表征

北京化工大學(xué)王峰、牛津、Yongzheng Shi等開發(fā)了一種化學(xué)氣相氟化方法，在橡膠衍生的電解質(zhì)上建立親鋰表面，從而在電化學(xué)循環(huán)后形成一個有彈性的、超薄的、機械上完整的富鋰層。由此形成的超保形層將電解質(zhì)和鋰負極化學(xué)地連接起來，并在運行過程中保持動態(tài)接觸，從而促進了快速穩(wěn)定的鋰離子跨界面?zhèn)鬏?。此外，超?dǎo)層中電化學(xué)惰性LiF的存在，有效地抑制了電解質(zhì)成分與鋰金屬的連續(xù)副反應(yīng)，并引導(dǎo)鋰的均勻沉積。

圖2 半電池性能

因此，彈性和親鋰電解質(zhì)的這些優(yōu)點賦予固態(tài)鋰對稱電池2500小時的超長循環(huán)壽命、1.1 mA cm^-2的高臨界電流密度和良好的倍率能力。此外，全固態(tài)電池在0.5C下的300次循環(huán)中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，這表明所設(shè)計的電解質(zhì)在制備無枝晶和高能量密度LMB方面具有潛在的實際應(yīng)用。

圖3 全電池性能

A Chemically Bonded Ultraconformal Layer between the Elastic Solid Electrolyte and Lithium anode for High-performance Lithium Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202304339

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