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?AFM:酯基與鋰鹽的結合:醋酸纖維素為穩定的鋰金屬負極提供富LiF界面

?AFM:酯基與鋰鹽的結合:醋酸纖維素為穩定的鋰金屬負極提供富LiF界面
鋰枝晶的形成和生長阻礙了高能量密度鋰金屬電池(LMB)的實際應用。通過調節源自電解質降解的固態電解質界面(SEI)來均勻化鋰離子通量以抑制鋰枝晶是必要的,但仍然具有挑戰性。
浙江工業大學陶新永教授、Yujing Liu教授制備了具有功能性鋰鹽的離子親和醋酸纖維素 (CA) 以制備具有快速Li+擴散動力學的SEI。
?AFM:酯基與鋰鹽的結合:醋酸纖維素為穩定的鋰金屬負極提供富LiF界面
首先,從理論上和實驗上確定了功能酯基與LiN(CF3SO2)2 (LiTFSI) 之間的相關性,其中 C=O 通過靜電相互作用強烈吸附N(CF3SO2)2?以增強電荷轉移促進的 LiTFSI分解。此外,如低溫透射電子顯微鏡證實的那樣,具有非原位摻雜的LiTFSI的CA放大了這種氟化降解效應,從而原位建立了富含LiF的SEI納米結構。
結果,有效抑制了循環過程中鋰枝晶的生長,對稱電池在3 mA cm-2的高電流密度下,壽命延長了6倍以上。這項研究為實現超穩定 LMB 的界面設計提供了見解。
?AFM:酯基與鋰鹽的結合:醋酸纖維素為穩定的鋰金屬負極提供富LiF界面
圖1 不同電極的沉積過程及表征
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圖2 電化學性能
Marrying Ester Group with Lithium Salt: Cellulose-Acetate-Enabled LiF-Enriched Interface for Stable Lithium Metal Anodes. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202102228

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