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固态电解质界面(SEI)层和正极电解质界面(CEI)的化学特性对高性能锂金属电池的开发至关重要。

基于此,2025年3月6日,云南大学郭洪在国际期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Developing the Tandem Structure to Regulate Interfacial Chemistry and Promote Ion Transport Kinetics towards High Voltage Lithium Metal Batteries》的研究论文。

为此,研究人员提出了一种精心设计的串联隔膜(CYANO 富碳氮氧化物 | 聚丙烯 | 二氧化锡氟,CYANO-COF|PP|SnF₂),用于调控双界面的化学稳定性。

其中,CYANO-COF 中的氰基通过与过渡金属(TMs)的吸附/配位作用,在高镍 LiNi₀₈Co₀₁Mn₀₁O₂(NCM811)正极表面诱导形成稳定的富 CN CEI,抑制不可逆相变、TMs 溶解及其他副反应。同时,采用简单的原位转 化方法构建了由 LiF 和 Li-Sn 合金组成的混合 SEI 层。

理论和实验证明,这种具有增强的电子阻挡能力和快速传输特性的混合 SEI 层可减少 Li 电子进入 SEI 层,并使 Li⁺快速穿过 SEI 层,在 SEI/Li 界面实现无枝晶的 Li 沉积。

得益于双界面的协同效应,NCM811||Li 电池在 4.5 V 和 55 °C 条件下循环 200 次后仍能保持 81.8% 的容量。

该工作突出了调控双界面化学特性的重要意义,为串联系统的合理设计提供了新的见解。

Developing the Tandem Structure to Regulate Interfacial Chemistry and Promote Ion Transport Kinetics towards High Voltage Lithium Metal Batteries, Angewandte Chemie International Edition, 2025. https://doi.org/10.1002/anie.202422539.

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