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港城大张其春等《Angew》:可溶COF用于高性能锂金属电池的ASEI阳极修饰
发布日期:2025-02-04 22:02    点击次数:110

锂金属电池(LMBs)因其极高的理论比容量(3860 mAh g -1 )和最低的还原电位(-3.04 V),被视为下一代储能设备的“圣杯”。然而,由于锂金属的高反应性、锂枝晶的生长以及电解质泄漏和短路火灾的安全问题,锂金属阳极的实际应用受到了限制。在所有这些问题中,电池循环时锂金属和液体电解质之间的反应在锂金属阳极界面形成不稳定的固体电解质界面(SEI),显著加剧了阳极的退化。随着锂的剥离/镀覆,这种天然形成的SEI会发生碎裂,并暴露出新鲜的锂,以进一步产生SEI。自延续循环导致锂阳极界面发生显著的形态变化,导致枝晶挤压和潜在的死锂形成,最终耗尽电解质。

为了解决这一问题,香港城市大学的张其春教授团队联合陈福荣教授团队、中南大学陈立宝教授团队和香港理工大学殷俊助理教授团队,提出了一种可溶性亲锂共价有机框架(COF)的设计策略。通过引入甲基聚乙二醇(mPEG)作为侧链,两种COF(CityU-28和CityU-29)不仅变得可溶而适用于溶液加工技术,而且可以促进电池中锂离子的迁移。此外,当涂覆在LMB的锂阳极上时,两种COF都可以作为人工固体电解质界面(ASEI)抑制锂枝晶生长,从而使电池长期稳定。值得注意的是,对称CityU-29@Li电池可以在2 mA cm-2的电流密度和1 mAh cm-2的面比容量下工作5000小时以上。CityU-29@Li