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上海大學蔣永、趙兵研究員課題組在硫化物全固態(tài)鋰金屬電池領域又取得重要進展
來源：上海大學 2023-12-07
導讀：近日，上海大學環(huán)境與化學工程學院蔣永、趙兵研究員課題組在硫化物全固態(tài)鋰金屬電池領域又取得重要進展，相關研究成果以“A tailored dual-layer electronic shielding interface enabled dendrite-free solid-state lithium metal batteries”為題發(fā)表在能源領域國際知名期刊《Nano Energy》（JCR和中科院一區(qū)Top，IF=17.6）。
該論文第一作者為2020級博士生時亞茹。此前，時亞茹同學以第一作者身份在《Energy Storage Materials》（2023, 63, 103009; IF=20.4）已發(fā)表一篇硫化物固態(tài)電解質(zhì)親鋰/高界面能界面修飾層的相關工作。圖1 本工作設計的具有雙層電子阻隔界面層的全固態(tài)鋰電池的示意圖在本項工作中，課題組提出了一種新穎的雙層電子阻隔界面層調(diào)控理念，通過鋰金屬和有機氟化物的原位轉(zhuǎn)化反應，調(diào)整Li/Li6PS5Cl界面人工層的組成和結(jié)構(gòu)。精心設計的界面層展現(xiàn)出一種分層梯度結(jié)構(gòu)，具有柔韌的富含有機物的上層和富含LiF的下層，并通過密度泛函理論（DFT）計算驗證了雙層界面的優(yōu)勢。具有高粘附功的柔性層改善了界面潤濕性，并保護了固體電解質(zhì)層的完整性；下層LiF較高的界面能，在抑制鋰枝晶生長方面發(fā)揮了關鍵作用。此外，雙層界面層良好的電子絕緣特性，可以阻止電子隧道效應并最大限度地減少電子進入硫化物電解質(zhì)中。這種精心設計的方法巧妙地整合了各種界面特性并實現(xiàn)了對沉積過程的精確控制，為推進硫化物基全固態(tài)鋰金屬電池帶來了希望。本論文工作由上海大學環(huán)境與化學工程學院獨立完成，環(huán)化學院蔣永研究員、徐毅副教授、趙兵研究員為共同通訊作者。該研究團隊對硫化物全固態(tài)電池有多年豐富的研究經(jīng)驗，圍繞硫化物電解制備和電解質(zhì)/電極相容性研究取得大量成果，研究工作發(fā)表在（Chemical Engineering Journal, 2020, 393, 124706；Nano Energy, 2021, 84, 105906；Chemical Engineering Journal, 2022, 429, 132411；Energy Storage Materials, 2023, 63, 103009等），目前正在推進全固態(tài)軟包電池的試制和工藝優(yōu)化研究工作。該項工作得到國家自然科學基金（22179080, 22379091）、上海市創(chuàng)新團隊的支持。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109150
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