鋰電池作為目前研究和應(yīng)用較廣的清潔能源，被廣泛應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品、人工智能、電動汽車、無人機等前沿科技領(lǐng)域。但隨著鋰電池的快速發(fā)展，其安全性能也越來越成為人們最關(guān)心的問題。

傳統(tǒng)鋰電池均采用液態(tài)電解質(zhì)，而液態(tài)電解質(zhì)本身的性質(zhì)直接影響到其安全性能。固態(tài)鋰電池能夠解決一部分安全問題。但由于固態(tài)顆粒間的電導率低，固態(tài)電池中的電導率一直不理想，直到有關(guān)運用MOF作為框架主體，鋰離子液體作為離子傳輸客體的類固態(tài)電解質(zhì)(MOF-IL)的研究報道，給固態(tài)電池開辟了新的研究視角。近日，北京大學深圳研究生院新材料學院潘鋒教授團隊基于這一視角，進一步提高了該類固態(tài)電解質(zhì)的安全性能及其離子傳輸性能。研究成果近期發(fā)表于ChemicalCommunications，題為"Enhancedlithiumdendritesuppressingcapabilityenabledbyasolid-likeelectrolytewithdifferent-sizednanoparticles"（Chem.Commun.,2018,54,13060-13063;natureindex期刊DOI:10.1039/c8cc07476c），并被作為封面文章highlight推薦。

Chem.Comm.雜志封面

團隊研究了金屬鋰電池中顆粒大小對MOF-IL離子導體性能的影響。研究者將兩種不同顆粒大小的離子導體組合使用，相比于單一組分的離子導體，混合尺寸能有效減小電解質(zhì)顆粒間的空隙，新增電解質(zhì)顆粒間和電解質(zhì)和鋰金屬表面的接觸點，使鋰沉積更加均勻，由此對鋰枝晶生長的阻礙能力得到改善。并且由于導離子通道新增，電解質(zhì)的導電性也得到一定的提高。該類固態(tài)電解質(zhì)和商業(yè)化的正極材料LiFePO4、LiCoO2和負極材料鋰金屬組裝成電池還表現(xiàn)出可觀的倍率性能和循環(huán)性能，LiCoO2|electrolyte|Li電池初始容量為129mAhg-1，在100圈后有94.6%的保持率；LiFePO4|electrolyte|Li電池初始容量為137mAhg-1，在100圈后有94.8%的保持率。

鋰枝晶生長情況及其原理圖

電池循環(huán)倍率曲線

該工作在新材料學院潘鋒教授和楊盧奕博士共同指導下，由2017級碩士研究生王可完成。以上工作得到了國家材料基因組重大專項(2016YFB0700600)、國家自然科學基金(Nos.21603007)、深圳市科技創(chuàng)新委(Nos.JCYJ20160531141048950andJCYJ20151015162256516)的資助支持。

原標題:新材料學院潘鋒教授團隊在Chem.Comm.上發(fā)表有關(guān)固態(tài)鋰電池界面工程研發(fā)進展的封面文章