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河南大學(xué)趙勇課題組在J. Mater. Chem. A報(bào)道高鋰離子含鋰隔膜增強(qiáng)鋰負(fù)極穩(wěn)定性的研究進(jìn)展

來源:河南大學(xué)材料學(xué)院      2020-07-08
導(dǎo)讀:近期,河南大學(xué)材料學(xué)院趙勇教授課題組在人工隔膜增強(qiáng)鋰負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性方面取得新進(jìn)展,相關(guān)成果以全文形式在Journal of Materials ChemistryA上發(fā)表。

近期,河南大學(xué)材料學(xué)院趙勇教授課題組在人工隔膜增強(qiáng)鋰負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性方面取得新進(jìn)展,相關(guān)成果以“Inhibiting the shuttle effect using artificial membranes with high lithium-ion content for enhancing the stability of the lithium anode”為題,全文形式在Journal of Materials ChemistryA(J.Mater. Chem. A 2020,DOI:10.1039/c9ta13304f)上發(fā)表。

鋰負(fù)極較差的循環(huán)穩(wěn)定性是鋰金屬電池發(fā)展的技術(shù)瓶頸,鋰負(fù)極與電解液功能組分間的副反應(yīng)是造成鋰負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性差的重要原因?,F(xiàn)有保護(hù)鋰負(fù)極的方法,如原位固態(tài)電解質(zhì)膜、鋰合金、人工鋰離子傳導(dǎo)膜等可以提高鋰負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性,然而上述方法依然難以滿足鋰金屬電池中鋰負(fù)極長循環(huán)穩(wěn)定性的要求,尤其是電解液中含有不同種類的氧化還原分子時(shí)。因此,構(gòu)建一種鋰負(fù)極保護(hù)效果優(yōu)異、且鋰離子傳導(dǎo)率高的人工隔膜,對提升鋰金屬基電池的循環(huán)穩(wěn)定性至關(guān)重要的。

圖:高鋰離子含量隔膜阻隔氧化還原分子在正負(fù)極穿梭的示意圖

在該研究工作中,趙勇課題組通過將聚苯乙烯磺酸和氧化石墨烯進(jìn)行鋰化處理,得到了聚苯乙烯磺酸鋰和鋰化氧化石墨烯,然后將上述材料制備成復(fù)合隔膜,利用隔膜中鋰化聚合物與鋰化氧化石墨烯中帶電基團(tuán)的靜電作用,抑制氧化還原分子在正負(fù)極間的穿梭,從而在保證隔膜優(yōu)異的鋰離子傳導(dǎo)能力情況下,實(shí)現(xiàn)鋰負(fù)極的長循環(huán)穩(wěn)定運(yùn)行。該研究工作為鋰金屬基電池中鋰負(fù)極保護(hù)、及提升電池循環(huán)穩(wěn)定性提供了新的研究思路和技術(shù)手段。

特種功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室碩士研究生梁棟為論文的第一作者。本工作得到了中組部、國家自然科學(xué)基金委、河南省科技廳、河南省教育廳和河南大學(xué)的大力支持。

論文鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ta/c9ta13304f#!divAbstract


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