近日,环境与化学工程学院蒋永、赵兵钻研员课题组在硫化物全固态锂金属电池领域又获得沉要进展,有关钻研成就以“A tailored dual-layer electronic shielding interface enabled dendrite-free solid-statelithium metal batteries”为题颁发在能源领域国际驰名期刊《Nano Energy》(JCR和中科院一区Top,IF=17.6)。
该论文第一作者为2020级博士生时亚茹。此前,时亚茹同学以第一作者身份在《Energy Storage Materials》(2023,63, 103009;IF=20.4)已颁发一篇硫化物固态电解质亲锂/高界面能界面建饰层的有关工作。

图1 本工作设计的拥有双层电子阻隔界面层的全固态锂电池的示意图
在本项工作中,课题组提出了一种新鲜的双层电子阻隔界面层调控理想,通过锂金属和有机氟化物的原位转化反映,调整Li/Li6PS5Cl界面人为层的组成和结构。精心设计的界面层展示出一种分层梯度结构,拥有柔韧的富含有机物的上层和富含LiF的基层,并通过密度泛函理论(DFT)推算验证了双层界面的优势。拥有高粘附功的柔性层改善了界面润湿性,并;ち斯烫宓缃庵什愕钠肴;基层LiF较高的界面能,在抑造锂枝晶成长方面阐扬了关键作用。此表,双层界面层优良的电子绝缘个性,能够阻止电子隧路效应并最大限度地削减电子进入硫化物电解质中。这种精心设计的步骤奇妙地整合了各类界面个性并实现了对沉积过程的精确节造,为推动硫化物基全固态锂金属电池带来了但愿。

图2 双层电子阻隔界面层的造备以及电子阻隔作用
本论文工作由亿万先生MR环境与化学工程学院独立实现,环化学院蒋永钻研员、徐毅副教授、赵兵钻研员为共同通讯作者。该钻研团队对硫化物全固态电池有多年丰硕的钻研经验,萦绕硫化物电解造备和电解质/电极相容性钻研获得大量成就,钻研工作颁发在(Chemical Engineering Journal, 2020, 393, 124706;Nano Energy, 2021, 84, 105906;Chemical Engineering Journal, 2022, 429, 132411;Energy Storage Materials, 2023, 63, 103009等),目前在推动全固态软包电池的试造和工艺优化钻研工作。该项工作得到国度天然科学基金(22179080, 22379091)、上海市创新团队的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109150