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恭喜课题组21级博士研究生张伟锋在Angew. Chem., Int. Ed.(IF = 16.6)发表论文
发布时间:2024-07-25

         近日,课题组在Angew. Chem., Int. Ed.(IF = 16.6)期刊发表文章,题为:A microscopically heterogeneous colloid electrolyte for extremely fast-charging and long-calendar-life silicon-based lithium-ion batteries. 本工作第一作者为21级博士研究生张伟锋。

    快充能力和日历寿命是可充电电池的关键指标,尤其是硅基电池,由于锂离子脱溶剂化动力学缓慢和氢氟酸腐蚀而易受影响。目前没有电解液能够同时解决这两个关键问题。在此,我们报道了一种微观非均相共价有机纳米片(CON)胶体电解液,用于实现极快充电和长日历寿命的硅基锂离子电池。理论计算和operando拉曼光谱揭示了多尺度非共价相互作用的基本机制,其中介观CON减弱了微观锂离子-溶剂分子的配位,从而加快了锂离子脱溶剂化动力学。这种电解液设计使得全电池在8C(83.1% SOC)和10C(81.3% SOC)下都具备极快的充电能力。值得注意的是,这种胶体电解液在10C下表现出优异的循环性能(400圈循环后的容量保持率为92.39%)。此外,得益于介孔CON对氢氟酸和水的强吸附能力,全电池的日历寿命显著提高。这项研究突显了微观非均相胶体电解液在提升硅基锂离子电池快充能力和日历寿命中的作用。我们的工作为具有多尺度相互作用的电解液设计提供了新视角,并为在苛刻环境下运行的碱金属/锂电池的发展提供了有价值的指导。