一个带有生物模拟离子通道的人工界面层,通向高度稳定的金属阳极
Yiju Li1, Tianshuai Wang2, Junjie Chen3
1Department of Mechanical and Energy Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China.
Science bulletin
|June 19, 2023
概括
一个新的细胞膜启发的人工层 (CAL) 防止金属阳极 (LMA) 中的树生长. 这一突破使得循环稳定,并支持高能硫电池.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 金属阳极 (LMA) 具有高能量密度,但受到状物生长的影响,阻碍了安全性和可逆性.
- 树岩的形成会导致金属电池 (LMB) 的短路和容量衰减.
研究的目的:
- 使用新型的人工层开发一种无树和高度可逆的LMA.
- 提高下一代电池的稳定性和性能,特别是硫 (Li-S) 电池.
主要方法:
- 使用可扩展的扩散涂层方法开发了一种具有仿生离子通道的细胞膜启发的人造层 (CAL).
- 该CAL的设计旨在促进统一的离子运输和再分配,促进稳定的化和剥离.
- 在现场形成的过渡层和CAL的高扬模量被用来抑制树的生长和副作用.
主要成果:
- 细胞膜启发的人工简斯层 (CAJL) 保护的LMA (Li@CAJL) 在10 mAh cm-2和10 mA cm-2时表现出稳定的循环.
- 使用Li@CAJL的实用Li-S袋式电池在低电解质/硫比 (3μL mg-1) 的情况下实现了429.2 Wh kg-1.
结论:
- 该CAL策略有效地抑制了树突的生长,使金属阳极具有高度可逆性.
- 这种简单的保护方法显著推进了高能量密度金属电池的实际应用.


