金属锂具有高理论比容量(3860 mAh/g)、低密度(0.59 g/cm3)和低还原电位等优点,被认为是电池负极材料中的“圣杯”。然而,在锂电池充放电循环中,电极-电解质界面处极易生成锂枝晶,导致电池循环寿命低,带来安全隐患。因此,如何构建高稳定性的固态电解质膜(SEI)抑制锂枝晶生长,近年来成为锂电池领域的重要研究方向,其中,发展高性能聚合物材料用于人工SEI层被认为是最有潜力的方向之一。但锂金属反应活性高、锂枝晶“尖端效应”难以抑制,现有聚合物难以同时满足(电)化学惰性、力学性能、耐溶剂性能、导离子性能等多方面的关键需求,存在性能短板,为设计聚合物SEI带来挑战。
图1. a)季??盐小分子的还原电势对比。b)富含季??盐阳离子的氟聚合物合成路线。c), d) Li||NMC电池的循环性能示意图和充放电曲线示意图(10 C倍率)。
本工作首次建立了富??型主链含氟共聚物骨架,揭示了离子型含氟聚合物在促进静电屏蔽效应方面的独特优势,为设计合成高性能电极涂层材料提供了一条全新思路。该工作以“Designing F/P Hybrid Polymer as Ultrastable Cationic Shielding Interphase for High-Performance Lithium Metal Batteries”为题发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202308724),并被杂志评为VIP论文(Very Important Paper)。复旦大学高分子科学系博士研究生韩善涛为文章第一作者,复旦大学高分子科学系陈茂教授为通讯作者,云南大学林欣蓉副教授为合作通讯作者。作者特别感谢国家自然科学基金、复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室的支持。
全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202308724
近年来,课题组在氟聚合物可控合成方面的相关工作请参考:Nat. Synth. 2023, 2, 653-662; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202304461; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202116135; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202215628; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 20443; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 21470; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 7108。更多课题组介绍请点击:http://www.polymaolab.com/
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