Под руководством Национального фонда естественных наук Китая, Китайской молодежной академии наук о науке, «Проект подбора талантливых талантов» и Института инноваций в области науки и техники Пекинского института технологий, исследовательская группа Хуан Цзяки, ведущего исследователя Научно-исследовательского института пограничного перехода Пекинского технологического института, работает над следующим поколением литиевых металлических батарей с высокой плотностью энергии Недавно соответствующие результаты исследований опубликованы в «Передовых функциональных материалах» от 8 января 2018 года под названием «Искусственный мягко-жесткий защитный слой для анодного литий-металлического анода без дендритов» (Расширенные функциональные материалы, коэффициент воздействия 12.124).
«Жесткий и нежный» композитный мембранный модифицированный интерфейс может быть эффективно прикреплен к поверхности металла лития и препятствует диаграмме дендритного роста
Металл лития считается одним из наиболее перспективных материалов с высокой удельной энергией анода из-за его чрезвычайно высокой теоретической удельной емкости (3860 мАч-1) и самого отрицательного электродного потенциала (-3.045 В по сравнению с стандартным водородным электродом). Однако практическое применение литиевых металлических электродов ограничено ростом литиевых дендритов и низкой эффективностью цикла. Литий-металл является высокоактивным металлом, который образует сплошной электролитный интерфейс со сложной структурой и составом при контакте с электролитом. В электрохимической реакции Трудно поддерживать стабильность интерфейса во время процесса, так что неоднородное осаждение ионов лития на поверхности раздела легко вызывает игольчатое, дендритное и мшистое осаждение лития. Рост литиевых дендритов прокалывает сепаратор, с одной стороны, и вызывает короткое замыкание , Что приводит к рискам безопасности, а с другой стороны, увеличивает контактную площадь металлического лития и электролита, увеличивая побочные реакции, эффективность батарейного цикла еще больше снижается.
Для того чтобы установить устойчивый интерфейс лития и электролита и контролировать равномерное осаждение лития, исследовательская группа предложила использовать неорганический LiF в качестве жесткого компонента и PVDF-HFP в качестве гибкого компонента для создания жестко- Электрохимический цикл стабилизирует границу раздела между литиевым металлом и электролитом, где гибкость и масштабируемость, обеспечиваемые гибким полимером, могут противостоять флуктуациям интерфейса во время осаждения / растворения литиевого металлического электрода, а введение жесткого компонента может дополнительно улучшить модификацию Слоя, тем самым препятствуя росту литиевых дендритов и реализуя равномерное осаждение лития. Когда этот межфазный слой с хорошей деформируемостью, высокий механический модуль и ионная проводимость вводятся в ячейку монеты, Li -Cu полуэлементный, Li-Li-симметричный срок службы батареи и стабильность цикла значительно улучшены, а положительный тест на содержание всех металлов в литиевом фосфате железа, срок службы батареи с модифицированным слоем увеличился в 2,5 раза.