近日，北京化工大學材料學院陳仕謀教授團隊在國際知名期刊Advanced Materials上發表重要文章，論文題為「Durable and Adjustable Interfacial Engineering of Polymeric Electrolytes for Both Stable Ni-Rich Cathodes and High-Energy Metal Anodes」。該研究工作提出了一種用於聚合電解質的可調控界面工程策略，可同時穩定富鎳正極和高能量金屬負極。
對於具有高能量密度、高安全性的下一代可充電電池而言，實現高壓固態鋰金屬電池的穩定循環至關重要的。然而，迄今為止，正/負極電極中複雜的界面問題阻礙了其實際應用。
在這裡，作者採用便捷的表面原位聚合技術（SIP），設計了一個超薄、可調控的界面，以同時解決上述所提的複雜界面限制，並在電解質中獲得足夠的鋰離子導電性，從而實現持久的高電壓耐受性和鋰枝晶抑制。這種集成的界面工程製造了一個均勻的固體電解質界面相，有助於提高正極和聚合電解質之間的界面相容性，同時還能防止鋁集流體的腐蝕。而且，這種SIP策略可以通過溶解鈉、鉀鹽等添加劑實現固體電解質成分的調控，這在對稱鋰電池中呈現出突出的循環性能（在5 mA cm-2電流密度下可穩定循環超過300圈）。以此組裝的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(4.3 V)||鋰金屬電池體現了出色的循環壽命和高庫侖效率（>99%）。
這種SIP策略也在鈉金屬電池中得到了驗證，該固體電解質設計策略為研發新一代高能量密度金屬電池提供了新途徑。
該工作第一作者為聯合培養碩士生陳勇，陳仕謀教授為通訊作者，北京化工大學為第一完成單位。本工作得到了國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費等項目的資助。
來源：北京化工大學
文章連結：
https://doi.org/10.1002/adma.202300982