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材料科研∣ XPS助力锂电池研究,浙工大发表Science论文

提供来源:上海百贺 日期:2022年02月23日

锂金属电池(LMB)由于锂金属负极的实际应用一直受到锂枝晶不可控生长的限制,使电池容量快速衰减、库仑效率降低,以及长时间运行的安全问题。

浙江工业大学陶新永教授团队和新加坡南洋理工大学楼雄文教授团队合作,在表面有氧化铝涂层的聚丙烯隔膜上创新性地接枝了一层具有高密度和长程有序极性羧基的自组装单分子层(SAMs),以引导锂金属的平滑沉积,实现了稳定且具有超长寿命的LMB。该工作展示了一种调节电解质降解以构建稳定LMB的全新策略,通过调整SAMs 的分子结构以控制电解质降解和富含LiF的SEI 形成,为今后设计具有超长寿命的 LMBs 提供了一条新的途径。

研究成果以题为“Self-assembled monolayers direct a LiF-rich interphase toward long-life lithium metal batteries”发表在Science 上。其中,浙江工业大学为论文的第一通讯单位,浙江工业大学刘育京、陶新永和Wang Yao为共同作者。

图1 电池中SEI的XPS光谱

((C) Al2O3, (D) Al2O3-OOC(CH2)2NH2, (E) Al2O3-OOC(CH2)2COOH)

XPS(岛津XPS Axis Ultra DLD)分析显示,在 Al2O3-OOC(CH2)2COOH存在下沉积的 Li 表面含有高达6.9%的LiF 的含量,而配备 Al2O3-OOC(CH2)2NH2 和 Al2O3 的电池中LiF 的百分比分别仅为 4.2% 和 3.8%。

内容来自:Liu et al.,Science 375,739–745 (2022)

此文章中使用的XPS为Axis Ultra DLD,升级两代后型号为Axis Supra+,性能较Axis Ultra DLD更加优,自动化程度更高。

 

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