「国家级青年人才」冯金奎副所长领衔!山东大学熊胜林/奚宝娟AM丨分子界面工程实现600 Wh kg⁻¹无负极锂金属电池!
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2026-07-01 08:30
文章摘要
无负极锂金属电池(AFLMBs)因能量密度高、成本低等优势备受关注,但锂沉积不均匀导致的枝晶生长和界面不稳定问题制约其发展。本研究提出一种分子界面工程策略,利用5-甲基-1H-四唑(MTZ)分子在铜箔表面通过Cu-N配位键形成自组装单层(SAMs),构建亲锂保护层。该改性铜箔(MTZ-Cu)降低了锂成核过电位(从57.7 mV降至21.5 mV),提升了库仑效率至98.70%,并促进LiNO₃优先分解,形成富含无机组分的稳定固体电解质界面,有效抑制枝晶和“死锂”生成。通过原位光学显微镜、XRD、EIS、DEMS和EQCM等手段系统揭示了其形貌演变和界面动力学机制。组装的8.44 Ah和9.96 Ah无负极软包电池分别实现了505.31 Wh kg⁻¹和605.96 Wh kg⁻¹的能量密度,经100次循环后性能保持优异,展示了该策略在实用化高能量密度电池领域的巨大潜力。
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