学者处理锂金属电池界面失衡问题

近日，中山大学材料科学与工程学院教授王成新/雷丹妮团队在锂金属电池领域取得重要进展。他们成功解决了锂金属电池界面失衡的问题。相关成果分别发表在德国应用化学和国家科学评论中。

锂金属电池因其高能量密度而被视为下一代储能技术的关键，但其商业化长期受到电极界面副反应加重和锂枝晶生长失控的困扰。

基于铝基纳米材料领域的丰富积累，研究团队创新性地利用酒精铝[Al(EtO)3]纳米线独特的配位活性，制作出分子结构工程策略。通过Alal。(EtO)聚乙二醇二丙烯酸酯(poly-PEGDA)定向配位，成功构建持续稳定的Alal(EtO)3–poly-PEGDA界面结构不仅形成了锂离子迁移的快速通道，而且将电解质的氧化稳定性提高到5伏特以上。同时，锂负极表面原点产生的铝基固体电解质膜兼顾了良好的机械强度和离子导电性，显著抑制了锂枝晶体的生长。基于该技术的锂金属电池在4.5伏特电压下表现出良好的循环性能。相关结果发表在德国应用化学中。

为了进一步提高锂金属电池的能量密度和安全性，团队采用分子结构工程策略，构建了三元复合电解质添加剂系统：通过Al(EtO)3与氟代碳酸乙烯酯和乙氧基五氟环三磷腈分子的协同配位，在电极表面原点聚集，形成均匀的固体电解质界面，同时降低三元正极晶格应力，抑制负极枝晶，提高锂金属电池在4.7伏特电压下的循环稳定性和安全性。相关结果发表在国家科学评论中。

上述研究为锂金属电池系统提供了一个新的理论框架和产品化的技术路径，以实现高安全性和长循环稳定性。目前，研究团队正在建立一个基于Al的系统(EtO)3.多协同添加剂数据库和专利池，并在此基础上选择降低成本的电解质配方。通过深化产学研合作，团队旨在推动技术体系的产业化应用。