谢科予教授，Advanced Materials：在共轭微孔聚合物保护层中具有离子选择性纳米流体传输的高性能锂金属电池- 大数跨境

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谢科予教授，Advanced Materials：在共轭微孔聚合物保护层中具有离子选择性纳米流体传输的高性能锂金属电池

科学材料站

2021-02-16

导读：这项工作开发了一种可溶液处理的共轭微孔热固性聚合物（CMP）。 CMP可以进一步转化为具有纳米流体通道的大型膜。这些通道可以用作锂负极表面上的便捷且选择性的锂离子扩散途径，从而即使在高面电流密度下也能

文章信息

在共轭微孔聚合物保护层中具有离子选择性纳米流体传输的高性能锂金属电池

第一作者：张坤，刘威，高余良

通讯作者：谢科予*，Kian Ping Loh*

单位：西北工业大学，新加坡国立大学

研究背景

电动汽车和智能电网不断增长的能源需求要求可充电锂离子电池能够提供比现有锂离子电池更高的能量和功率密度。纯锂金属由于其高比容量，低氧化还原电势和低密度而被认为是下一代高能量密度电池的理想负极。

但是，基于锂金属的电池的实际应用面临一些挑战，例如在连续的锂剥离/镀覆过程中锂树枝状晶体的生长和大量的“死锂”，这导致容量损失和内部短路，造成灾难性的安全风险。

文章简介

近日，西北工业大学谢科予教授与新加坡国立大学Kian Ping Loh等合作在国际期刊Advanced Materials上发表题为“A High‐Performance Lithium Metal Battery with Ion‐Selective Nanofluidic Transport in a Conjugated Microporous Polymer Protective Layer”的研究工作。这项工作开发了一种可溶液处理的共轭微孔热固性聚合物（CMP）。CMP可以进一步转化为具有纳米流体通道的大型膜。这些通道可以用作锂负极表面上的便捷且选择性的锂离子扩散途径，从而即使在高面电流密度下也能确保稳定的锂剥离/镀覆。

本文要点

要点一：本文将共轭微孔聚合物（CMP）的二维纳米片堆叠以在锂负极上形成致密膜。CMP中固有的和机械稳定的纳米流体通道促进了Li剥离/镀覆的快速扩散动力学。

要点二：与裸露的Li金属作对比，本文的合成产物极化明显降低。

要点三：此外，本文还实现了无树突的、平坦的锂电沉积以及长期可逆的锂电镀/剥离。

文章链接

A High‐Performance Lithium Metal Battery with Ion‐Selective Nanofluidic Transport in a Conjugated Microporous Polymer Protective Layer

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202006323

通讯作者介绍

谢科予，西北工业大学材料学院教授。

陕西省石墨烯联合实验室（西北工业大学）副主任材料前沿交叉中心（系）主任国家/青海省/重庆市自然科学基金函评专家重庆市科学技术奖会评专家国际电化学学会（ISE）会员，美国电化学学会（ECS）会员、美国材料学会（MRS）会员、美国化学学会（ACS）会员《中南大学学报（英文版）》青年编委 Frontiers in Chemistry 客座编辑 Nature Communications，Angewandte Chemie International Edition，Advanced Materials，Advanced Energy Materials，Nano Energy，Energy Storage Materials，Small等30余钟国际著名期刊审稿人。