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  金屬鋰具有高比容量（3860 mAh g^-1）和超低的電極電位（-3.04 V vs S.H.E.），有望滿(mǎn)足未來(lái)先進(jìn)電子器件對(duì)高能量密度日益增長(zhǎng)的需求，而受到密切關(guān)注。然而，鋰金屬電池的進(jìn)步仍然面臨鋰枝晶生長(zhǎng)和液體電解質(zhì)的揮發(fā)、易燃易漏導(dǎo)致的安全性不足和循環(huán)壽命有限的挑戰(zhàn)。目前，廣泛應(yīng)用的聚烯烴隔膜抑制鋰枝晶的能力有限，與電解液的親和力差，高溫下熱收縮嚴(yán)重，導(dǎo)致電池?zé)崾Э�。因此，迫切需要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出一種多功能的電解質(zhì)材料來(lái)同時(shí)克服上述問(wèn)題，以開(kāi)發(fā)高安全、高性能鋰金屬電池。

圖1 原位聚合工藝制備共價(jià)交聯(lián)“Ceramer”電解質(zhì)的流程圖和機(jī)理示意圖

圖2 末端環(huán)氧化的介孔納米SiO₂和其與PDOL共價(jià)交聯(lián)后的物理化學(xué)特性

圖3 組裝的鋰對(duì)稱(chēng)電池的循環(huán)穩(wěn)定性和電解質(zhì)抑制鋰枝晶的能力

圖4 采用該電解質(zhì)組裝的LiFePO₄//Li和NCM811//Li電池的長(zhǎng)循環(huán)和倍率性能

圖5 循環(huán)后的鋰金屬負(fù)極的形貌及XPS分析

  從圖5的SEM照片看出，復(fù)合電解質(zhì)的鋰金屬負(fù)極斷面沒(méi)有出現(xiàn)崎嶇松散的狀態(tài)，表面也是相對(duì)光亮平整，沒(méi)有明顯的裂紋或凸起。對(duì)其鋰表面進(jìn)行XPS光譜分析，較弱的-SO₃^2-/-SO₄^2-峰和更強(qiáng)的LiF峰被檢測(cè)到，表明其具有良好的保護(hù)金屬鋰能力。

  文章信息

  文章題目：In-situ constructing “ceramer” electrolytes with robust-flexible interfaces enabling long-cycling lithium metal batteries

  通訊作者：隋剛

  通訊作者單位：北京化工大學(xué)

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.09.022

通訊作者簡(jiǎn)介

  隋剛教授 簡(jiǎn)介：北京化工大學(xué)材料學(xué)院副院長(zhǎng)，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授、博導(dǎo)。2002年在北京航空航天大學(xué)獲得博士學(xué)位，2002～2004年在清華大學(xué)作博士后研究工作，2006年入選北京市科技新星計(jì)劃，2006～2008年在美國(guó)華盛頓州立大學(xué)作訪問(wèn)學(xué)者，2012年入選“教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”。是中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)和美國(guó)The Society of Advanced Materials Processing and Engineering (SAMPE) 學(xué)會(huì)會(huì)員、《復(fù)合材料科學(xué)與工程》副主編、《復(fù)合材料學(xué)報(bào)》編委。研究方向包括：納米復(fù)合材料、碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料、復(fù)合材料回收利用技術(shù)、新能源高分子材料和復(fù)合材料增材制造技術(shù)等。已在“Advanced Materials”、 “Advanced Energy Materials”等刊物發(fā)表SCI收錄論文100余篇，獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利30余項(xiàng)。作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)過(guò)多個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)和面上項(xiàng)目、“863”計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)際合作項(xiàng)目，民口配套項(xiàng)目以及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題的研究工作，相關(guān)成果獲中石化科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2010年）、波音公司國(guó)際合作獎(jiǎng)（2019年）。