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华南理工大学严克友教授团队成功构建了高电子绝缘性、高离子电导率和高化学稳定的固态电解质界面,显著提升了锂金属电池性能和安全性。研究成果已在《自然》上发表,为新能源电池技术发展注入新活力。

  13日,华南理工大学传来振奋人心的科技新闻,该校严克友教授团队在锂金属负极界面研究领域取得了突破性进展。他们在锂金属负极界面表面成功构建了兼具高电子绝缘性、高离子电导率和高化学稳定性的理想型固态电解质界面,此举显著提升了锂金属电池的性能和安全性。相关研究成果已于近日在国际顶级学术期刊《自然》上发表,标志着我国在新能源电池技术方面迈出了重要一步。

  当前,锂离子电池的碳酸酯基电解液体系与锂金属电池的兼容性一直是制约其发展的关键因素。严克友教授指出,由于商业电解液无法在锂金属负极表面形成稳定的固态电解质界面,这不仅会导致锂枝晶的生长,增加电池爆炸的风险,还会严重缩短锂金属电池的循环寿命。因此,如何在锂金属负极界面表面构建理想的固态电解质界面,成为该领域亟待解决的关键难题。

  针对这一难题,严克友教授团队经过深入研究,验证了以t-Li2ZrF6晶体构建理想型固态电解质界面的可行性。他们首次提出了用电场驱动m-Li2ZrF6转化为t-Li2ZrF6的策略,来构筑固态电解质界面。通过利用单斜相m-Li2ZrF6纳米颗粒作为添加剂,研究团队成功在锂金属负极表面构建了基于三方相t-Li2ZrF6的固态电解质界面,该界面具有优异的电化学性能。

  实验结果显示,该固态电解质界面能够实现锂金属电池在高载量、低N/P值和超高倍率下的稳定循环。在2C的倍率下循环3000次后,电池依然能够保持80%的容量,达到了同级别电池的最高水平。这一研究成果不仅为锂金属负极界面保护提供了新的研究材料和思路,也为我国新能源电池技术的发展注入了新的活力。

(文章来源:科技日报,图片来源于网络)