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第一作者：Hong Zhang

通訊作者：麥立強(qiáng)，徐林，胡國(guó)華?

通訊單位：武漢理工大學(xué)，法國(guó)洛林大學(xué)

麥立強(qiáng)，首席教授、博士生導(dǎo)師，國(guó)家級(jí)高層次人才；在Nature（3篇）、Science（1篇）等刊物發(fā)表SCI論文566篇，其中以第一或通訊作者發(fā)表Nature 2篇、Nature子刊及Cell子刊17篇，SCI他引1000次以上1篇、800次以上5篇、400次以上21篇，高被引論文103篇，熱點(diǎn)論文21篇，SCI總他引4.54萬(wàn)次。

（來(lái)源：

http://smse.whut.edu.cn/szdw/jsml/202311/t20231128_971751.shtml）

徐林，武漢理工大學(xué)，材料科學(xué)與工程學(xué)院,研究員、博士生導(dǎo)師、國(guó)家級(jí)高層次青年人才；主要研究方向：納米電化學(xué)儲(chǔ)能材料；固態(tài)電池、水系電池；動(dòng)力電池、大規(guī)模儲(chǔ)能電池。

（來(lái)源：

http://smse.whut.edu.cn/yjspy/dsdw/202311/t20231126_969629.shtml）

胡國(guó)華，男，1964年5月生，湖北黃梅人，法蘭西大學(xué)研究院院士，北京科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，歐洲科學(xué)院院士。現(xiàn)任法國(guó)洛林大學(xué)反應(yīng)與過(guò)程工程國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Laboratory of Reactions and Process Engineering)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，同時(shí)擔(dān)任法國(guó)、巴西、泰國(guó)等國(guó)家7所大學(xué)化學(xué)工程與高分子材料科學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員和顧問(wèn)、歐美4個(gè)跨國(guó)化學(xué)公司高級(jí)科技顧問(wèn)。

論文速覽

本論文針對(duì)全固態(tài)鋰電池（ASSLBs）中聚合物電解質(zhì)的分解和鋰枝晶問(wèn)題，提出了一種分子擁擠策略。通過(guò)引入15-冠-5分子，調(diào)整鋰離子(Li⁺)的配位結(jié)構(gòu)，構(gòu)建穩(wěn)定的電極/電解質(zhì)界面。15-冠-5與聚合物的良好相容性和對(duì)鋰鹽陰離子的靜電排斥作用，使得陰離子被限制在Li⁺配位鞘中，減弱了Li⁺與聚合物的配位，從而增強(qiáng)了Li⁺的傳輸。

這種策略使得在電極/電解質(zhì)界面處形成富含LiF的、薄而堅(jiān)韌的界面鈍化層，從而穩(wěn)定電極/電解質(zhì)界面。結(jié)果表明，對(duì)稱Li-Li電池能穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)4360 h，LiFePO₄||Li全電池在2 C的700次循環(huán)中表現(xiàn)出97.18%的容量保持率，而NCM811||Li全電池在300次循環(huán)后容量保持率為83.17%。

組裝的軟包電池顯示出優(yōu)異的柔性（可折疊超過(guò)2000次）和穩(wěn)定性（400次循環(huán)后容量保持率為89.42%）。本工作為調(diào)節(jié)界面化學(xué)提供了一種有前景的策略，通過(guò)調(diào)節(jié)離子環(huán)境來(lái)適應(yīng)聚合物電解質(zhì)的界面問(wèn)題，并可能激發(fā)出更有效的解決聚合物電解質(zhì)普遍界面問(wèn)題的方法。

圖文導(dǎo)讀

圖1：Li⁺配位結(jié)構(gòu)以及Li⁺配位結(jié)構(gòu)的徑向分布函數(shù)(g(r))和配位數(shù)。

圖2：PEOC₁₅電解質(zhì)的物理化學(xué)特性、鋰離子傳輸性能和鋰沉積性能進(jìn)行表征。

圖3：對(duì)LiF富集的界面鈍化層(SEI)進(jìn)行表征，揭示其對(duì)鋰枝晶生長(zhǎng)和界面穿透的抑制作用。

圖4：NCM811正極材料循環(huán)后的形貌、結(jié)構(gòu)和組分進(jìn)行表征。

圖5：采用PEOC₁₅電解質(zhì)的全固態(tài)電池在不同倍率下的長(zhǎng)循環(huán)性能和倍率性能，以及軟包電池的柔性和安全性測(cè)試結(jié)果。

總結(jié)展望

本研究通過(guò)分子擁擠策略，解決了ASSLBs中聚合物電解質(zhì)的穩(wěn)定性問(wèn)題。通過(guò)引入15-冠-5分子，不僅增強(qiáng)了Li⁺的傳輸能力，還在電極/電解質(zhì)界面構(gòu)建了穩(wěn)定的SEI和CEI層，顯著提升了電池的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性。

此外，軟包電池的優(yōu)異表現(xiàn)證明了該策略在實(shí)際應(yīng)用中的潛力。未來(lái)的工作可以進(jìn)一步優(yōu)化分子擁擠策略，探索更多具有類似效應(yīng)的分子，以期實(shí)現(xiàn)更高性能的全固態(tài)鋰電池。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Molecule Crowding Strategy in Polymer Electrolytes Inducing Stable Interfaces for All-Solid-State Lithium Batteries

期刊：Advanced Materials

DOI：10.1002/adma.202403848

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/06/07/ff8818c44c/

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