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第一作者：夏爽

通訊作者：劉麗麗，吳宇平

通訊單位：南京工業大學，東南大學

吳宇平，東南大學能源與環境學院二級教授，博士生導師，英國皇家化學會會士，德國薩克森科學院通訊院士。2014年獲國家杰出青年基金。2014年獲得“國家杰出青年科學家”稱號，多次入選“全球高被引科學家”之列，2015年被湯森路透從“全球高被引科學家”評為“全球最具影響力的科研精英”。主要從事鋰離子電池及其關鍵材料、超級電容器、水系電池等儲能方面的研究和開發工作。（信息來源1：https://ny.njtech.edu.cn/info/1012/1582.htm）（信息來源2：https://power.seu.edu.cn/2022/0222/c38031a399289/pagem10.htm）

劉麗麗，南京工業大學副教授，碩士生導師，新能源材料與器件系副系主任。目前主持國家自然科學基金（青年），江蘇省自然科學基金（青年），江蘇省高校面上基金。研究方向：金屬（鋰、鈉）氧氣電池，超級電容器。（信息來源：https://ny.njtech.edu.cn/info/1012/2262.htm）

論文速覽

鋰金屬電池（LMBs）因其高能量密度，是理想的下一代儲能設備。然而，由于鋰金屬陽極（LMAs）在充放電過程中的不穩定性等問題阻礙了LMBs的商業化進程。

本論文針對鋰金屬電池（LMBs）存在的安全性和循環性能問題，提出了通過改性隔膜來提升鋰金屬陽極（LMAs）性能的解決方案。研究團隊制備了涂有導電Super P和Mg(NO₃)₂（MN）的隔膜（SP@MND），該隔膜能夠在醚類和酯類電解液中穩定釋放Mg²⁺和NO^3-，形成具有良好離子導電性的保護層，從而標準化Li⁺的沉積，顯著提升了LMAs的循環穩定性和安全性。

實驗結果表明，使用SP@MND的鋰金屬電池在0.5 mA cm^-2的條件下能夠實現超過4800小時的長循環壽命，并且在高達50 mA cm^-2的大電流密度下也能保持穩定循環。

圖文導讀

圖1：不同隔膜在0.5 mA cm^-2和1.0 mA cm^-2條件下鋰沉積/剝離的庫侖效率，說明SP@MND隔膜在鋰沉積/剝離行為中的優越性。

圖2：SP@MND在Li//Li電池中的電化學性能。

圖3：Li//S電池在1 C條件下的長期循環性能和庫侖效率，以及對應的充放電電壓平臺。

圖4：Li//LFP電池在不同電流密度下的電化學性能。

總結展望

本研究通過創新性地在隔膜中引入Super P和Mg(NO₃)₂，成功制備了SP@MND改性隔膜，顯著提升了鋰金屬電池的電化學性能。實驗數據顯示，改性后的隔膜能夠在高電流密度下實現穩定的長循環，且具有較低的容量衰減率和高庫侖效率。

這些結果不僅證明了SP@MND改性隔膜在提高鋰金屬電池性能方面的潛力，而且為未來鋰金屬電池的實際應用和商業化提供了新的思路和方法。研究團隊期望通過進一步優化改性隔膜的制備工藝和組成，能夠實現更高性能的鋰金屬電池。

文獻信息

標題：Sustainable Release of Mg(NO₃)₂ from Separator Boosts Electrochemical Performance of Lithium Metal as Anodes for Secondary Batteries

期刊：Energy & Environmental Science

DOI：10.1039/D4EE01426J

原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/06/24/824ba314f3/

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