锂金属负极凭借其不可比拟的理论比容量和极低的氧化还原电势等优势而成为开发新一代高比能二次电池中最具希望的负极材料。然而，锂金属电池中枝晶生长造成的安全问题和循环性能不佳严重限制了其实际应用。在本文中，中科院上海硅酸盐研究所的李驰麟研究团队利用甲氧基封端的液态聚二甲基硅氧烷（PDMS）对锂金属进行接枝提高了其抑制枝晶生长的能力。这种接枝使得金属锂负极表面的SEI膜中含有更多LiF和Li-Si-O-基的成分，从而能够成为刚性屏障和离子传导体实现锂离子流和锂金属的均匀分布。接枝保护的负极在Li/Li对称电池中的循环寿命长达1800h，在锂沉积-剥离过程中其电压差值仅有25mV。在3mA/cm2的电流密度和4mAh/cm2的沉积量下Li/Cu电池的库伦效率在碳酸酯电解液中可高达97%。这种液态PDMS相比接枝能力差的固态硅烷添加剂在金属锂修饰和SEI膜稳定方面具有独特的优势。
Junwei Meng, Chilin Li et al, Liquid Polydimethylsiloxane Grafting to Enable Dendrite‐Free Li Plating for Highly Reversible Li‐Metal Batteries, Advanced Functional Materials, 2019
DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.201902220
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201902220
