天津大学合作清华大学研发蜡-PEO涂层 可制成防水/空气稳定的锂金属阳极

据国外媒体报道，由天津大学杨教授和清华大学陆伟教授领导的研发团队通过简单的浸涂法在锂金属表面制备了一层蜡-PEO(等离子体电解氧化)涂层，从而制成了一种空气稳定、防水的锂金属阳极。蜡作为一种常见的惰性密封材料，可以很容易地涂覆在金属锂的表面。

(图片来源:中国科学)锂金属阳极具有比容量高、电位低、重量轻的特点，可有效提高电池的能量密度，即改用锂金属阳极将显著提高电动汽车的续航里程，降低电池用于电网储能的成本。但由于锂的化学活性高，容易导致枝晶生长和空气不稳定，导致安全问题，从而限制了其作为电极材料的大规模应用。金属锂对空气中的水分和氧化成分非常敏感，会导致其表面生成氢氧化锂等绝缘物质，导致其电化学性能变差。此外，锂与水接触会产生氢气和热量，可能引起火灾或爆炸。金属锂的这种敏感性对金属锂负极的运输、储存和加工提出了更高的要求。因此，迫切需要开发一种具有稳定的空气和水电阻的锂金属阳极，使锂金属阳极在未来真正得到应用。在电子设备领域，封装技术可以保护电子元器件免受潮湿空气和水造成的物理损伤和腐蚀，这也为如何保护锂金属提供了一种设计思路。研究人员开发的蜡基复合涂层可以防止锂金属在空气和水中产生不良反应。在电池中，这种涂层减缓了电解液对锂金属阳极表面的腐蚀；PEO的均匀分布保证了锂离子在界面的均匀导电性，抑制了锂枝晶的生长。在蜡-PEO涂层的保护下，金属锂在相对湿度为70%的空气中24h内表面不发生变化，高比容量保持率为85%。而且，即使直接接触水，也没有火烧，也没有容量衰减。在将该涂层涂覆到锂金属阳极上之后，它在对称电池中保持稳定长达500小时，并且由涂覆有该涂层的锂金属阳极制成的锂硫电池在300次充放电循环之后容量衰减率低至0.075%。本研究展示了一种对空气稳定且防水的锂金属阳极的高效封装技术，该技术易于扩展并适用于其他敏感电极材料。据国外媒体报道，由天津大学杨教授和清华大学陆伟教授领导的研发团队通过简单的浸涂法在锂金属表面制备了一层蜡-PEO(等离子体电解氧化)涂层，从而制成了一种空气稳定、防水的锂金属阳极。蜡作为一种常见的惰性密封材料，可以很容易地涂覆在金属锂的表面。

(图片来源:中国科学)锂金属阳极具有比容量高、电位低、重量轻的特点，可有效提高电池的能量密度，即改用锂金属阳极将显著提高电动汽车的续航里程，降低电池用于电网储能的成本。但由于锂的化学活性高，容易导致枝晶生长和空气不稳定，导致安全问题，从而限制了其作为电极材料的大规模应用。金属锂对空气中的水分和氧化成分非常敏感，会导致其表面生成氢氧化锂等绝缘物质，导致其电化学性能变差。此外，锂与水接触会产生氢气和热量，可能引起火灾或爆炸。金属锂的这种敏感性对金属锂负极的运输、储存和加工提出了更高的要求。因此，迫切需要开发一种具有稳定的空气和水电阻的锂金属阳极，使锂金属阳极在未来真正得到应用。在电子设备领域，封装技术可以保护电子元器件免受潮湿空气和水造成的物理损伤和腐蚀，这也为如何保护锂金属提供了一种设计思路。研究人员开发的蜡基复合涂层可以防止锂金属在空气和水中产生不良反应。在电池中，这种涂层减缓了电解液对锂金属阳极表面的腐蚀；PEO的均匀分布保证了锂离子在界面的均匀导电性，抑制了锂枝晶的生长。在蜡-PEO涂层的保护下，金属锂在相对湿度为70%的空气中24h内表面不发生变化，高比容量保持率为85%。而且，即使直接接触水，也没有火烧，也没有容量衰减。在将该涂层涂覆到锂金属阳极上之后，它在对称电池中保持稳定长达500小时，并且由涂覆有该涂层的锂金属阳极制成的锂硫电池在300次充放电循环之后容量衰减率低至0.075%。本研究展示了一种对空气稳定且防水的锂金属阳极的高效封装技术，该技术易于扩展并适用于其他敏感电极材料。

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