金屬鋰具有高理論比容量(3860 mAh/g)、低密度(0.59 g/cm3)和低還原電位等優(yōu)點,被認為是電池負極材料中的“圣杯”。然而,在鋰電池充放電循環(huán)中,電極-電解質(zhì)界面處極易生成鋰枝晶,導致電池循環(huán)壽命低,帶來安全隱患。因此,如何構(gòu)建高穩(wěn)定性的固態(tài)電解質(zhì)膜(SEI)抑制鋰枝晶生長,近年來成為鋰電池領域的重要研究方向,其中,發(fā)展高性能聚合物材料用于人工SEI層被認為是最有潛力的方向之一。但鋰金屬反應活性高、鋰枝晶“尖端效應”難以抑制,現(xiàn)有聚合物難以同時滿足(電)化學惰性、力學性能、耐溶劑性能、導離子性能等多方面的關(guān)鍵需求,存在性能短板,為設計聚合物SEI帶來挑戰(zhàn)。
圖1. a)季??鹽小分子的還原電勢對比。b)富含季??鹽陽離子的氟聚合物合成路線。c), d) Li||NMC電池的循環(huán)性能示意圖和充放電曲線示意圖(10 C倍率)。
本工作首次建立了富??型主鏈含氟共聚物骨架,揭示了離子型含氟聚合物在促進靜電屏蔽效應方面的獨特優(yōu)勢,為設計合成高性能電極涂層材料提供了一條全新思路。該工作以“Designing F/P Hybrid Polymer as Ultrastable Cationic Shielding Interphase for High-Performance Lithium Metal Batteries”為題發(fā)表在《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202308724),并被雜志評為VIP論文(Very Important Paper)。復旦大學高分子科學系博士研究生韓善濤為文章第一作者,復旦大學高分子科學系陳茂教授為通訊作者,云南大學林欣蓉副教授為合作通訊作者。作者特別感謝國家自然科學基金、復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室的支持。
全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202308724
近年來,課題組在氟聚合物可控合成方面的相關(guān)工作請參考:Nat. Synth. 2023, 2, 653-662; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202304461; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202116135; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202215628; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 20443; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 21470; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 7108。更多課題組介紹請點擊:http://www.polymaolab.com/
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