AFM： KBr修饰聚丙烯隔膜原位生成富LiBr界面，实现高倍率长寿命锂金属电池

本文介绍了一项研究，背景是金属锂负极因高比容量而成为下一代电池核心候选，但存在锂枝晶生长、体积波动、死锂生成等问题，而现有LiF基界面改性方案有离子电导率低、制备复杂等缺陷。研究目的为开发一种简易的无粘结剂KBr修饰聚丙烯隔膜策略，通过隔膜接触金属锂时Br⁻原位反应生成富LiBr无机固体电解质界面层，同时K⁺保持电化学惰性且KBr在电解液中溶解度低，以规避溴穿梭副反应并实现界面局部改性。结论表明，该改性隔膜提升了热稳定性（分解温度从270℃升至330℃）、电解液吸收率（248.14%至351.72%）和离子电导率（0.84至2.47 mS cm⁻¹）。富LiBr界面具有低Li⁺扩散能垒和强锂吸附能力，形成致密保护层，均匀锂离子通量，抑制枝晶和死锂生成。对称Li||Li电池在5 mA cm⁻²高电流密度下稳定循环，Li||LiMn₀.₆Fe₀.₄PO₄全电池在1C循环400圈后容量留存65.18%，锰溶出减少33.3%。DFT和分子动力学模拟揭示Br强吸附锂表面、LiBr稳定锂原子并延缓电解液分解的机理。该策略提升了电池倍率性能和循环寿命，且优于电解液直接添加溴化物的方法。