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?復(fù)旦陳茂Angew.：F/P雜化聚合物作為鋰金屬電池的超穩(wěn)定陽(yáng)離子屏蔽界面

電極-電解質(zhì)界面上的晶生長(zhǎng)嚴(yán)重限制了鋰金屬電池的應(yīng)用。

圖1 F/P雜化聚合物的設(shè)計(jì)

復(fù)旦大學(xué)陳茂等首次采用光控自由基交替聚合（photo-CRAP）技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種以氟碳和鏻陽(yáng)離子為重復(fù)單元的離子交替聚合物，它具有周期性連接的氟烷基和鏻段，可作為鋰負(fù)極的陽(yáng)離子靜電屏蔽層。

研究顯示，這種F/P雜化聚合物具有自適應(yīng)的鏈柔性、化學(xué)惰性和在電解質(zhì)中的低溶解性，更重要的是，它的還原電位遠(yuǎn)低于鋰離子，因此表現(xiàn)出顯著的電化學(xué)穩(wěn)定性，并作為基于靜電調(diào)制的長(zhǎng)期離子整流層發(fā)揮作用。

圖2 對(duì)稱(chēng)電池性能

當(dāng)作為負(fù)極上的人工界面進(jìn)行研究時(shí)，這種設(shè)計(jì)的陽(yáng)離子含氟聚合物有效地克服了尖端效應(yīng)，控制了鋰的成核和沉積形態(tài)，減輕了枝晶的擴(kuò)散，促使了Li||Li對(duì)稱(chēng)電池在1 mA cm^-2下1200 h的無(wú)枝晶循環(huán)，并實(shí)現(xiàn)了Li||LiNi_0.6Mn_0.2Co_0.2O₂全電池在高達(dá) 10 C 下的長(zhǎng)期循環(huán)性能（3900次循環(huán)）。鑒于LMBs的重要性，這項(xiàng)工作將促進(jìn)聚合物設(shè)計(jì)，以穩(wěn)定具有優(yōu)異電化學(xué)行為的負(fù)極。

圖3 全電池性能

Designing F/P Hybrid Polymer as Ultrastable Cationic Shielding Interphase for High-Performance Lithium Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202308724

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