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具有高理論比容量（3860 mA h g^?1）和低電化學電位（相對于標準氫電極為-3.04 V）的金屬鋰已被廣泛認為是鋰基二次電池的 “圣杯 “負極。然而，金屬鋰負極的實際應用由于其短壽命和安全風險而受到很大的阻礙。

余學斌/夏廣林AFM：同時調節電解質溶劑化化學和固體電解質界面實現穩定的鋰金屬負極

在此，復旦大學余學斌教授、夏廣林研究員團隊開發了用無環聚氨基硼烷（PAB，(NH₂-BH₂)n ）和聚亞氨基硼烷（PIB，(NH═BH)n ）修飾的聚丙烯（PP）隔膜，以調節電解質溶劑化化學，同時促進穩固的SEI構建。PAB和PIB的中介作用促進了(O)₂-Li+-N的有利形成，以削弱電解質中Li離子和溶劑之間的Li鍵，從而使Li離子擴散均勻化，減少Li離子的去溶劑化障礙。

此外，溶劑化鞘中陰離子含量的增加以及金屬鋰與PAB和PIB之間的反應可以誘導形成富含LiF和Li₃N的[LiNBH]n ^–增強型SEI，該SEI具有鋰離子導電性和機械強度，可以容忍金屬鋰陽極的體積變化。因此，該對稱電池表現出超過4000小時的循環壽命。

圖1. BN@PP隔膜的制備及結構表征

總之，該工作提供了一個簡單的策略，用BN基層對商用PP隔膜進行改性，以穩定鋰金屬負極。(NH₂-BH₂)n 和 (NH=BH)n 在PP隔膜的BN基層中的成分通過削弱鋰離子和溶劑之間的鋰鍵來調節和促進鋰離子在電解液中的擴散，從而有效地抑制了鋰枝晶的生長。更重要的是，Li離子溶劑化鞘中陰離子含量的增加以及Li與（NH₂-BH₂）n 和（NH=BH)n 物質之間的反應，能夠誘導出[LiNBH]n ^–增強的SEI，其中Li₃N和LiF的含量較高，能夠促進Li+在由此形成的SEI層內的擴散動力學。

此外，[LiNBH]n 的形成不僅可以增加SEI的韌性，以容忍Li剝離/電鍍過程中的體積變化，而且由于高極性的Li-N和B-N鍵的均勻存在，還可以引導Li的均勻沉積。因此，在1 mA cm^?2 ，容量為1 mAh cm^?2，使用BN@PP作為隔膜的對稱鋰電池的循環壽命可以延長到4000小時以上。當與商業LFP（LiFePO₄ : 12 mg cm^?2）結合作為正極時，組裝的全電池在1C下實現了超過500次循環的有利循環穩定性。更有趣的是，BN@PP隔膜可以普遍應用于穩定Na和K金屬負極。這項工作可以為設計和建造先進的隔膜提供靈感的火花，它不僅可以調節電解液中的離子擴散，還可以促進穩定的SEI的建造，以穩定堿金屬負極。

圖2. 帶有裸PP和BN@PP隔膜的Li/LFP全電池的電化學性能

Stable LiMetal Anode Enabled by Simultaneous Regulation of Electrolyte Solvation Chemistry and The Solid Electrolyte Interphase,Advanced Functional Materials??2023 DOI:?10.1002/adfm.202301976

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