高能量密度鋰金屬電池的發(fā)展受到鋰枝晶形成失控和富鎳正極-電解質(zhì)界面不穩(wěn)定等問(wèn)題的阻礙。

在此，中科院化學(xué)所郭玉國(guó)、河南工程大學(xué)Zhen-Ling Wang，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)Zhen-Ling Wang等人通過(guò)將功能聚合物直接固化在電極表面，設(shè)計(jì)了雙向功能聚合物電解質(zhì)(BDFPE)，以同時(shí)處理負(fù)極和正極面臨的界面問(wèn)題。

圖1. BDFPE的聚合過(guò)程及表征

研究表明，BDFPE具有快速的離子電導(dǎo)率(5.84 × 10^?4 S cm^?1)、較高的Li⁺轉(zhuǎn)移數(shù)(0.69)以及電極與固體電解質(zhì)之間的低界面電阻，在1 mA cm^?2和1 mAh cm^?2循環(huán)1800 h后，可以使Li||Li對(duì)稱電池實(shí)現(xiàn)平滑無(wú)枝晶鋰沉積。

此外，Li||LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂電池表現(xiàn)出良好的倍率性能，原位構(gòu)建了穩(wěn)定的磷酸鹽基CEI層。特別地，DFT研究表明，功能添加劑FEC和TEP參與了界面的形成。因此，該工作為高能量密度鋰金屬電池的負(fù)極和正極界面提供了一種有前途的設(shè)計(jì)策略。

圖2. BDFPE的全電池性能與表征

Designing Bidirectionally Functional Polymer Electrolytes for Stable Solid Lithium Metal Batteries,?Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202203892

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