钜大LARGE | 点击量:1001次 | 2020年05月04日
河南研究生在锂金属电池研究上取得重大进展
近期,河南大学特种功能材料教育部重点实验室、材料学院赵勇教授课题组,在锂金属电池领域取得新进展,相关成果以"ALiquid/LiquidElectrolyteInterfacethatInhibitsCorrosionandDendriteGrowthofLithiuminLithium-MetalBatteries"为题,以全文形式在国际化学顶级期刊《德国应用化学》(AngewandteChemieInternationalEdition)上发表。实验室硕士生何晓锋为论文第一作者,赵勇博士和宋晓胜博士为论文通讯作者。
AngewandteChemieInternationalEdition是化学领域的顶级期刊,最新影响因子为12.257。本工作得到了中组部、国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。
锂金属负极因其十倍于传统石墨负极的理论容量和最负的化学电势,而受到全世界的广泛关注。在电池循环过程中,由于高活性的锂金属有关大多数电解液组分(溶剂、多硫化物、添加剂等)具有热力学不稳定性,导致严重副反应和枝晶不可控生长,造成锂金属电池的低库伦效率和循环稳定性。如何防止电解液组分与锂电极的接触,抑制锂金属电池中锂的副反应和枝晶不可控生长,是锂金属电池领域的一项挑战(Chem.Soc.Rev.,2018,47,2921)。
在该研究工作中,赵勇课题组借助有机溶剂之间极性的差异,提出了"液/液两相电解液界面抑制锂金属电池中锂的腐蚀和枝晶生长"的概念性研究。利用弱极性氟硅烷与强极性二甲基亚砜,构建了液/液界面两相电解液体系。通过系统研究两相电解液界面对提升金属锂负极可逆寿命和锂金属电池循环稳定性的能力,证实了液/液界面两相电解液体系抑制锂金属电池中锂的腐蚀和枝晶生长的可行性。该研究工作不仅为锂金属电池中金属锂负极的腐蚀和枝晶问题供应了新的技术手段,还为其他碱金属电池负极的保护方法供应了新思路(Angew.Chem.Int.Ed.,2020,59,6397-6405)。
河南大学特种功能材料教育部重点实验室重要从事应用于未来光电信息与能源等领域的纳米材料与器件的基础及应用研究,旨在为构建新一代光电信息产业的核心技术体系供应源头创新。实验室围绕我国中西部地区快速发展的光电信息行业对高效能材料与器件的迫切需求,开展了纳米结构材料的设计构筑、表面界面光电转移特性等基础性研究,发展了纳米光电器件、量子点发光显示以及高效薄膜光伏电池等高新技术。实验室积极承担国家和地方的重大科研任务,增强科技创新能力,力争为科技发展和经济建设做出更大贡献。