目前,锂(Li)离子电池(LIBs)仍然面临着安全问题,其主要原因是负极上的Li枝晶生长导致燃烧和爆炸。而形成稳定的固体电解质界面(SEI)层是抑制这一现象的有效途径。
近日,清华大学深圳国际研究生院周光敏,Ling Qiu报道了采用一种简单的合成方法,大规模制备了h-BN纳米片/聚酰亚胺(PI)涂层聚丙烯(PP)隔膜。
文章要点
1)研究发现,h-BN包覆层明显改善了PP的润湿性、热稳定性和导热性。此外,通过Li对称电池测试,研究人员证实了BN的Li枝晶阻隔作用。
2)理论计算研究发现,h-BN对无机SEI组分元素的吸附较弱,从而诱导形成更稳定的SEI。此外,Li对称电池较低的过电位、半电池较高的库仑效率和SEI组分的光谱表征证实了这一机理。
3)h-BN涂层既具有由于形成稳定的SEI而引起的Li枝晶抑制功能,又由于其功能而具有枝晶阻断功能,因此,其功能不仅可以使商用电池系统更安全地工作,而且可以极大促进基于Li金属负极的下一代电池技术的发展。
参考文献
Jinzhi Sheng, et al, Stabilized Solid Electrolyte Interphase Induced by Ultrathin Boron Nitride Membranes for Safe Lithium Metal Batteries, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03106
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03106