【編號(hào)】2022-26

【題名】熱壓法構(gòu)筑鋰負(fù)極聚偏氟乙烯基雙功能保護(hù)層的研究

【作者】李偉輝，李浩博，曾誠等

【機(jī)構(gòu)】華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，材料成形與模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；深圳市安博瑞新材料科技有限公司

【刊名】高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)（2022年02期）

【文摘】鋰金屬具有高比容量(3860 mA?h/g)和低電化學(xué)電位，是一種極具潛力的新型電池負(fù)極材料。然而，鋰金屬電化學(xué)穩(wěn)定性差，導(dǎo)致電池循環(huán)壽命受限，容易產(chǎn)生枝晶，造成電池短路，引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)，而其對(duì)空氣及環(huán)境的高度敏感性也極大增加了電池制作的難度與成本，限制了其應(yīng)用推廣。改善鋰金屬負(fù)極的界面穩(wěn)定性被認(rèn)為是提升鋰金屬電池性能的重要途徑。本文通過簡(jiǎn)單直接的熱壓法在鋰金屬負(fù)極表面構(gòu)筑了聚偏氟乙烯(PVDF)基雙功能保護(hù)層，使鋰金屬的空氣穩(wěn)定性提升至約120min，并延長了鋰金屬對(duì)稱電池的循環(huán)壽命至約1200h；再通過在PVDF保護(hù)層內(nèi)引入親鋰的SnO₂粒子，形成的無機(jī)有機(jī)復(fù)合保護(hù)層可以通過原位合金化反應(yīng)提供鋰沉積的形核位點(diǎn)，在保持良好循環(huán)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低成鋰沉積的過電位，極化過電位從0.016V降低到0.007V。含有該保護(hù)層的全電池展現(xiàn)出約200次的長循環(huán)壽命與90％以上的高容量保持率，在3C高倍率下放電比容量仍達(dá)127mA?h/g。提出的雙功能電極界面保護(hù)層策略能有效提升鋰金屬負(fù)極空氣穩(wěn)定性和電化學(xué)性能。