编号：NMJS07920
篇名：原位聚合表面修饰的金属锂负极
作者：刘亚 郑磊 谷巍 沈炎宾 陈立桅
关键词： 锂碳纳米管复合物 金属锂电池 氟化锂 原位聚合 锂枝晶
机构： 中国科学技术大学纳米科学技术学院 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院 上海科技大学物质科学与技术学院 上海交通大学化学化工学院
摘要： 金属锂负极由于比容量高(3860 mAh·g-1)及氧化还原电位极低(-3.04 V vs.标准氢气电极(SHE)),被认为是实现高能量密度锂电池的理想负极。然而,金属锂电极与电解液反应剧烈,且锂离子在电极表面沉积不均匀容易产生枝晶,导致其循环稳定性和安全性都较差,限制了其应用推广。我们前期通过构建金属锂-碳纳米管(Li-CNT)复合结构,极大的提高了金属锂的比表面积,降低了电极电流密度,从而有效地抑制了锂枝晶的生长,提高了金属锂电极的循环稳定性和安全性能。本工作在前期工作基础上,采用简单的液相反应,利用4-氟苯乙烯(FPS)对Li-CNT进行表面修饰并进行原位聚合,得到了表面富含氟化锂(Li F)保护层的Li-CNT(FPS-Li-CNT)。该表面修饰层能够有效抑制电解液和空气对Li-CNT的侵蚀,显著的提高了LiCNT电极的界面稳定性。FPS-Li-CNT与磷酸铁锂正极(LFP)组成的LFP||FPS-Li-CNT全电池,在正负极容量配比为1:6条件下,能够稳定循环280圈,库伦效率达到97.7%。
