据国外媒体报道,美国阿肯色大学的研究人员开发出了一种创新的含锂交联聚合物材料。这种被命名为LiGL(GL=甘油)的新材料有助于解决商用锂金属阳极存在的两个问题。
(来源:techxplore)
这种LiGL聚合物膜性能优异,能有效保护锂金属负极免受SEI形成和枝晶生长,使锂电极长时间保持稳定的循环性能。
目前,有一系列技术方法可以缓解锂负极面临的问题,如三维锂载体框架、固体电解质、电解质添加剂和表面涂层等。阿肯色大学教授项伯·孟说:“在这些方法中,表面涂层仍然是一种简单有效的方法。作为最近新的研究方向,分子层沉积(MLD)精确合成的聚合物薄膜比无机薄膜具有更好的柔韧性,有助于提供更好的保护,提高锂金属负极的性能。”
研究小组提出了三种锂酮的MLD工艺,并研究了这类聚合物薄膜涂层的防护效果。研究人员试图通过减少SEI和锂电极上锂枝晶的形成来提供长期稳定的循环能力。在这项工作中,研究人员首次开发了一种新型的含锂交联聚合物材料,这种锂酮可以对锂金属阳极起到优异的保护作用。研究人员发现,LiGL锂酮可以作为一种特殊的聚合物保护膜来覆盖锂金属阳极。
研究人员认为,这种LiGL MLD表现出~2.7 nm/cycle (GPC)的平均生长速率,对Li电极具有显著的保护作用,即可以有效抑制锂枝晶,防止SEI的形成。模拟和实验表明MLD LiGL薄膜具有离子导电性和电绝缘性。实验数据表明,涂有轻锂酮的锂电极具有良好的循环稳定性。当电流密度为5 mA/cm2,面积容量为1 mAh/cm2时,Li/Li对称电池中锂剥离或电镀循环次数可达13600次以上,无故障。
目前更新结果显示,无故障循环能力提升至20000次以上锂剥离/电镀循环(10000小时以上或一年以上)。据了解,这是迄今为止报道的最好的循环性能。因此,MLD LiGL技术为解决锂负极问题铺平了道路。
LiGL涂层的力学性能和导电性是其对锂金属电极良好保护的基础。这种新型LiGL为锂负极存在的问题提供了一种简单有效的解决方案,有望为锂金属电池的发展奠定一条技术上可行的道路。据国外媒体报道,美国阿肯色大学的研究人员开发出了一种创新的含锂交联聚合物材料。这种被命名为LiGL(GL=甘油)的新材料有助于解决商用锂金属阳极存在的两个问题。
(来源:techxplore)
这种LiGL聚合物膜性能优异,能有效保护锂金属负极免受SEI形成和枝晶生长,使锂电极长时间保持稳定的循环性能。
目前,有一系列技术方法可以缓解锂负极面临的问题,如三维锂载体框架、固体电解质、电解质添加剂和表面涂层等。阿肯色大学教授项伯·孟说:“在这些方法中,表面涂层仍然是一种简单有效的方法。作为最近新的研究方向,分子层沉积(MLD)精确合成的聚合物薄膜比无机薄膜具有更好的柔韧性,有助于提供更好的保护,提高锂金属负极的性能。”
研究小组提出了三种锂酮的MLD工艺,并研究了这类聚合物薄膜涂层的防护效果。研究人员试图通过减少SEI和锂电极上锂枝晶的形成来提供长期稳定的循环能力。在这项工作中,研究人员首次开发了一种新型的含锂交联聚合物材料,这种锂酮可以起到很好的保护作用……对锂金属阳极的影响。研究人员发现,LiGL锂酮可以作为一种特殊的聚合物保护膜来覆盖锂金属阳极。
研究人员认为,这种LiGL MLD表现出~2.7 nm/cycle (GPC)的平均生长速率,对Li电极具有显著的保护作用,即可以有效抑制锂枝晶,防止SEI的形成。模拟和实验表明MLD LiGL薄膜具有离子导电性和电绝缘性。实验数据表明,涂有轻锂酮的锂电极具有良好的循环稳定性。当电流密度为5 mA/cm2,面积容量为1 mAh/cm2时,Li/Li对称电池中锂剥离或电镀循环次数可达13600次以上,无故障。
目前更新结果显示,无故障循环能力提升至20000次以上锂剥离/电镀循环(10000小时以上或一年以上)。据了解,这是迄今为止报道的最好的循环性能。因此,MLD LiGL技术为解决锂负极问题铺平了道路。
LiGL涂层的力学性能和导电性是其对锂金属电极良好保护的基础。这种新型LiGL为锂负极存在的问题提供了一种简单有效的解决方案,有望为锂金属电池的发展奠定一条技术上可行的道路。
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