科学家大幅提升锂金属电池循环稳定性

近日，我国科学技术大学化学和材料学院姚宏斌课题组和合作者，在金属卤化物钙钛矿导锂层的构建和应用研究中取得重要进展。研究人员利用氯基金属卤化物钙钛矿宽带隙、成膜性好、制备简单等优势，开发出基于金属卤化物钙钛矿的梯度导锂层，实现了金属锂负极和电解液的隔离，大幅度提升了锂金属电池的循环稳定性。该成果近日发表在《自然通讯》上。

研究人员发现，利用旋涂法制备的金属氯基钙钛矿具有容纳和传输锂离子的特性。研究人员发展了方便的固相转印方法，将旋涂法制备的高质量氯基钙钛矿薄膜原位转移到锂箔表面，形成具有梯度结构的导锂层。该金属卤化物钙钛矿导锂层可以改善电解液和锂金属的界面问题，实现致密的锂金属沉积和脱出，防止了锂枝晶生长和锂金属电极的粉化。锂金属全电池电化学循环测试表明，在金属卤化物钙钛矿导锂层的保护下，锂电池的稳定性显著提升。

该工作是金属卤化物钙钛矿材料在锂金属负极界面导锂层应用的首次尝试，并且给出了该材料高锂离子传导性能的有力证据。审稿人认为，此工作是首次报道使用金属卤化物钙钛矿作为锂金属负极的保护层。金属卤化物丰富的结构和稳定的框架，将为新型固态电解质设计和高性能锂金属电池构筑供应更多的可行性思路。

相关论文信息：doi.org/10.1038/s41467-020-15643-9