我院朱嘉教授课题组在低成本锂基负极取得进展

    朱嘉教授课题组在对锂基负极的合成制备的研究中取得进展,该研究成果(Poly(dimethylsiloxane) Thin Film as a Stable Interfacial Layer for High-Performance Lithium-Metal Battery Anodes)于20161026日在线发表在《Advanced Materials》上(DOI: 10.1002/adma.201603755)

    随着电子便携设备及电动汽车的迅速发展,研究并开发高性能的锂电池材料尤为关键。就负极而言,锂和硅由于其极高的比容量成为了世界各研究组的研究重点。而对于金属锂负极,由于其在电化学循环中枝晶锂的生长从而导致循环寿命短,易引发短路甚至火灾爆炸等问题,阻碍了其商业化生产使用。过去的几十年来,很多纳米级结构保护层被提出来保护循环中的锂电极并且限制枝晶锂的生长,极大地改善了其性能,但是过于复杂的合成方法及较高的成本限制了其规模化的生产。

朱嘉教授课题组首次着眼于常见的聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS),通过简单的不同转速旋涂工艺控制膜厚及不同浓度酸处理控制孔洞大小分布,制备出多孔的PDMS 膜来保护锂电极(图一),抑制了循环中枝晶锂的生长,极大地稳定了循环效率,提高了循环寿命(图二);此外由于PDMS的化学惰性,其与目前研发出的各种电解液具有极好的兼容性;从原料到合成工艺具有极高的成本优势,为规模化制备生产提供了新的方向。

      该论文第一作者是南京大学现代工程与应用科学学院博士研究生朱斌,第一单位是南京大学,通讯作者是现代工程与应用科学学院朱嘉教授,这项工作还得到物理学院王前进老师,现代工程与应用科学学院的吴迪老师和白玉航同学的帮助。项目研究得到了国家重点基础研究项目,国家自然科学基金创新群体,江苏省优势学科和中央高校基本科研基金的资助。朱嘉教授课题组自成立以来,围绕着低成本制备硅和锂负极展开了一系列研究,结果已陆续发表在PNAS Nano Letters 等主流期刊上,受到业内的广泛关注。

(朱斌)

  

图一

图二