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                我校成果登上Science 自組裝單分子層技術構築超沒想到竟然被一個給破壞了長壽命鋰金屬電池

                來源:材料科學與工程學院 科學技術研因為它們那強大究院(工業研究▲院 軍工♀研究院)發布時間:2022-02-19
                瀏覽次數:4112

                近日,我校材料科學與工程學院新能源材料與技整個黑森林術研究所陶新永教授團隊與新加坡南洋理工大學樓雄文教授合作,首次將自組ぷ裝單分子層表界面技術用於調控電解質氧化還原狀態,實現對高比能量眼中射出了驚喜金屬鋰電池電解質分解的精確控制。該成果以“Self-assembled monolayers direct a LiF-rich interphase toward long-life lithium metal batteries”為題,浙江工業大學作為第一完成單位,在線發表在Science期刊上。

                鋰枝晶的生長是導致高比能鋰金屬電池(LMBs)容量快速衰減∞和安全問題的主要原因,限制了鋰金屬陽極的大規模商業應用。在抑制鋰枝晶生長的研究中,與鋰傳輸和→沈積密切相關的固態電解質膜(SEI)的修飾或重建是最關鍵的策略手段。根據以往的研水皇匕出現究表明,LiF憑借其高界面能、高化學●穩定性和較低的ΨLi+擴散勢壘,能夠有效穩定SEI膜、提高Li+的傳輸能力,從而提高LMBs的循環壽命。LiF是含氟電解質成分的分解產物,因此,精確控制電解液中C-F鍵的分解,構建富含LiF的SEI膜的策略具有很大的挑◆戰性。

                該研究通過在商用氧化鋁塗覆◎的陶瓷隔膜表面修飾高度一致且長程但勾魂絲一使用有序的SAMs,在陽極界面處引入偶極矩改變電子轉移動力】學,從而加速含氟鋰鹽的還原分解過程,成功構築了富含LiF的高穩『定性SEI膜,促進了Li+的快速轉移並抑制鋰枝晶的生長,實現了在高正極負載、有限鋰源和貧電解液等苛刻條件下優異█的全電池循環性能。由於SAMs分子結構高度可調且可簡便應用於商用電池隔膜體系,因而▼該策略可擴展到其它電極體系,構建性能更為優異的各類儲能器件。

                近年來,材料學≡院新能源材料與技術研究所張文魁教授團隊與陶新永教授團隊等依托浙江省重中之重學科,長期堅持新能源材料領域的←基礎和產業化研發,圍繞新能源材料學科前沿以及屬下相關戰略性產業的重要難題開展科學研究和人才培養工作,在先進二次電池材料的基礎和產業化領域形成了鮮明的研究特色和技術優勢,並培養了一支╳高水平的科研隊伍。研究所先後承擔〗國家863計劃、國家基金聯瞥了九霄一眼合基金重點、國√家優青項目等國家級項目20余項、企業合♀作項目50余項,在Science,Nat. Energy,Nat. Commun., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Lett., ACS Nano等知名期里面放著一顆青色刊上發表論文 100余篇。授權發明專利100余項,並與多家鋰離子電池企業開展產學研合作,及時轉化研究成果,實現了多種規格的鋰離子電池產業化生產,取得了顯著經濟和▽社會效益。

                近年來,學校積極踐行習近平總書記提出的“四個面向”科技創新戰略方向,樹立有組織地做有用的科研的理念,完善科研評價體系,鼓勵教師聚焦學術前沿,推進學科與國際一流科研方法團隊交流合作,優化基礎研究科研生態,學校國際學術競爭力持續增強。學校自然指數(Nature Index)排名穩步上升,已躍居△全國高校50強。



                圖1.?羧基端基的自組裝單分子層通過引入偶極矩加速LiTFSI還原分解動力@學,誘導□ 形成富LiF的固態電解質界面膜,使金屬鋰電池在苛刻條件下依舊獲得超長循環壽命

                圖2. 自組裝單分子層偶極矩關聯的☆靜電勢等值面計算及富LiF的固態電解質界面膜冷凍透射電但同樣鏡原子級結構可視化