尽管锂氧电池（Li−O₂）（LOBs）在新一代储能技术中具有最高的理论比能量密度，但锂金属负极（LMA）、空气电极和电解液的不稳定性在很大程度上限制了这些电池的实际应用。

近日，美国西北太平洋国家实验室张继光，许武报道了开发了一种简单有效的方法来在LMA上生成坚固的保护层，以延长LOB的循环寿命。

文章要点

1）研究人员采用旋涂和电化学预处理相结合的方法制备了亚微米级聚合物负载的SEI（PS-SEI）膜。研究发现，在预处理过程中产生的刚性无机组分均匀分布在柔性离子导电聚合物膜中，有效地稳定了LMA/电解质界面，抑制了电解质消耗，并使LOBs能够长期循环。

2）研究人员还研究了凝胶聚合物溶液（GPS）浓度和PS-SEI层形成过程中预处理气氛[Ar或O₂]对LOB电化学稳定性的影响。结果表明，在O₂气氛下，采用GPS涂覆的LMA的LOB的简单电化学预充电促进了无机组分在PS-SEI层中的均匀分布，并显著延长了LOBs的循环寿命。此外，PS-SEI层有效地防止了锂金属表面与作为RM的高浓度(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl)oxidanyl（TEMPO）接触时的副反应，从而大大延长了LOBs的循环寿命。

3）类似的方法也可以用于稳定其他下一代电池中使用的金属负极，包括锂和钠金属电池。

参考文献

Hyung-Seok Lim, et al, Stable Solid Electrolyte Interphase Layer Formed by Electrochemical Pretreatment of Gel Polymer Coating on Li Metal Anode for Lithium−Oxygen Batteries, ACS Energy Lett. 2021

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01144

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01144