近日，我校前沿院材料原子·分子科學(xué)研究所許并社教授團隊蘇慶梅教授聯(lián)合化學(xué)與化工學(xué)院黃文歡副教授在國際頂級期刊Angewandte Chemie International Edition（影響因子16.823）發(fā)表題為"Stabilizing Solid-state Lithium Metal Batteries through In Situ Generated Janus-heterarchical LiF-rich SEI in Ionic Liquid Confined 3D MOF/Polymer Membranes”的高水平論文。我校博士研究生張星星為第一作者，蘇慶梅教授和黃文歡副教授為共同通訊作者，陜西科技大學(xué)為第一通訊單位，揚州大學(xué)為共同通訊單位，該論文的發(fā)表標志著我校在固態(tài)鋰金屬電池方面的重大突破。

鋰金屬具有高的比容量和最負的電極電勢，是最具前景的負極材料，因此以金屬鋰為負極的鋰金屬電池具有較高的能量密度。但是鋰金屬電池的安全性和穩(wěn)定性仍然存在很大挑戰(zhàn)。針對鋰金屬電池的安全性問題，我校蘇慶梅教授和黃文歡副教授合作構(gòu)建了離子液體限域MOF/聚合物三維多孔Janus膜，并在充放電循環(huán)過程中原位形成了富含LiF/Li₃N的固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI）膜。此三維Janus膜具有快速的鋰離子傳輸通道、優(yōu)異的室溫離子電導(dǎo)率（8.17×10^-4S cm^-1）和高的鋰離子遷移數(shù)（0.82）。并利用冷凍透射電鏡對SEI中原位形成的LiF和Li₃N納米晶體以及鋰枝晶的沉積進行了可視化監(jiān)測，并對電池充放電過程中結(jié)構(gòu)演變進行了理論模擬和動力學(xué)分析。特別地，這種具有高熱穩(wěn)定性和機械強度的膜用于固態(tài)Li∥LiFePO₄和Li∥NCM-811電池，甚至軟包電池，均顯示出優(yōu)異的倍率性能和超長的壽命。此工作為新型固態(tài)電解質(zhì)的構(gòu)建提供了一種新的思路和方法。

附：論文信息

Stabilizing Solid-state Lithium Metal Batteries through In Situ Generated Janus-heterarchical LiF-rich SEI in Ionic Liquid Confined 3D MOF/Polymer Membranes. Xingxing Zhang, Qingmei Su, Gaohui Du, Bingshe Xu, Shun Wang, Zhuo Chen, Liming Wang, Wenhuan Huang, and Huan Pang.

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202304947

（核稿：強濤濤 編輯：劉倩）