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科學研究

我校許并社教授團隊在國際頂級期刊Angewandte Chemie International Edition上發(fā)表高水平論文

2023-06-09 10:16 文、圖/前沿院 前沿院 馬淑芳 點擊:[]

近日,我校前沿院材料原子·分子科學研究所許并社教授團隊蘇慶梅教授聯(lián)合化學與化工學院黃文歡副教授在國際頂級期刊Angewandte Chemie International Edition(影響因子16.823)發(fā)表題為"Stabilizing Solid-state Lithium Metal Batteries through In Situ Generated Janus-heterarchical LiF-rich SEI in Ionic Liquid Confined 3D MOF/Polymer Membranes”的高水平論文。我校博士研究生張星星為第一作者,蘇慶梅教授和黃文歡副教授為共同通訊作者,陜西科技大學為第一通訊單位,揚州大學為共同通訊單位,該論文的發(fā)表標志著我校在固態(tài)鋰金屬電池方面的重大突破。

鋰金屬具有高的比容量和最負的電極電勢,是最具前景的負極材料,因此以金屬鋰為負極的鋰金屬電池具有較高的能量密度。但是鋰金屬電池的安全性和穩(wěn)定性仍然存在很大挑戰(zhàn)。針對鋰金屬電池的安全性問題,我校蘇慶梅教授和黃文歡副教授合作構(gòu)建了離子液體限域MOF/聚合物三維多孔Janus膜,并在充放電循環(huán)過程中原位形成了富含LiF/Li3N的固態(tài)電解質(zhì)界面(SEI)膜。此三維Janus膜具有快速的鋰離子傳輸通道、優(yōu)異的室溫離子電導(dǎo)率(8.17×10-4S cm-1)和高的鋰離子遷移數(shù)(0.82)。并利用冷凍透射電鏡對SEI中原位形成的LiF和Li3N納米晶體以及鋰枝晶的沉積進行了可視化監(jiān)測,并對電池充放電過程中結(jié)構(gòu)演變進行了理論模擬和動力學分析。特別地,這種具有高熱穩(wěn)定性和機械強度的膜用于固態(tài)Li∥LiFePO4和Li∥NCM-811電池,甚至軟包電池,均顯示出優(yōu)異的倍率性能和超長的壽命。此工作為新型固態(tài)電解質(zhì)的構(gòu)建提供了一種新的思路和方法。

附:論文信息

Stabilizing Solid-state Lithium Metal Batteries through In Situ Generated Janus-heterarchical LiF-rich SEI in Ionic Liquid Confined 3D MOF/Polymer Membranes. Xingxing Zhang, Qingmei Su, Gaohui Du, Bingshe Xu, Shun Wang, Zhuo Chen, Liming Wang, Wenhuan Huang, and Huan Pang.

原文鏈接:https://doi.org/10.1002/anie.202304947

(核稿:強濤濤 編輯:劉倩)

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