原位聚合表面修飾的金屬鋰負(fù)極

編號(hào)：NMJS07920

篇名：原位聚合表面修飾的金屬鋰負(fù)極

作者：劉亞 鄭磊 谷巍 沈炎賓 陳立桅

關(guān)鍵詞： 鋰碳納米管復(fù)合物 金屬鋰電池 氟化鋰 原位聚合 鋰枝晶

機(jī)構(gòu)： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院 中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)納米技術(shù)與納米仿生學(xué)院 上�？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院

摘要： 金屬鋰負(fù)極由于比容量高(3860 mAh·g-1)及氧化還原電位極低(-3.04 V vs.標(biāo)準(zhǔn)氫氣電極(SHE)),被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高能量密度鋰電池的理想負(fù)極。然而,金屬鋰電極與電解液反應(yīng)劇烈,且鋰離子在電極表面沉積不均勻容易產(chǎn)生枝晶,導(dǎo)致其循環(huán)穩(wěn)定性和安全性都較差,限制了其應(yīng)用推廣。我們前期通過(guò)構(gòu)建金屬鋰-碳納米管(Li-CNT)復(fù)合結(jié)構(gòu),極大的提高了金屬鋰的比表面積,降低了電極電流密度,從而有效地抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng),提高了金屬鋰電極的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性能。本工作在前期工作基礎(chǔ)上,采用簡(jiǎn)單的液相反應(yīng),利用4-氟苯乙烯(FPS)對(duì)Li-CNT進(jìn)行表面修飾并進(jìn)行原位聚合,得到了表面富含氟化鋰(Li F)保護(hù)層的Li-CNT(FPS-Li-CNT)。該表面修飾層能夠有效抑制電解液和空氣對(duì)Li-CNT的侵蝕,顯著的提高了LiCNT電極的界面穩(wěn)定性。FPS-Li-CNT與磷酸鐵鋰正極(LFP)組成的LFP||FPS-Li-CNT全電池,在正負(fù)極容量配比為1:6條件下,能夠穩(wěn)定循環(huán)280圈,庫(kù)倫效率達(dá)到97.7%。