中國粉體網(wǎng)訊 選擇性氟代芳香鋰鹽用于全固態(tài)電池的溶劑化結(jié)構(gòu)和界面化學(xué)調(diào)控
近日，清華大學(xué)化工系劉凱團(tuán)隊報道了一類不對稱鋰鹽：選擇性氟化芳香型鋰鹽,，用于調(diào)節(jié)聚合物電解質(zhì)中的溶劑化結(jié)構(gòu)和界面化學(xué)行為。通過改造陰離子的結(jié)構(gòu),，減弱鋰離子與聚合物鏈的耦合，增強(qiáng)鋰離子與陰離子的配位,。同時陰離子與聚合物之間的氫鍵促使形成了一種“三聯(lián)體”溶劑化結(jié)構(gòu),，提高了電解質(zhì)的均勻性和機(jī)械強(qiáng)度，誘導(dǎo)生成了富含Li2O的超薄界面層,。該分子工程策略有望促進(jìn)高性能全固態(tài)鋰金屬電池的進(jìn)一步發(fā)展,。
論文第一作者為清華大學(xué)化工系2020級博士生閆帥帥，通訊作者為清華大學(xué)化工系劉凱副教授,。該研究工作得到了北京市自然科學(xué)基金,、國家自然科學(xué)基金的支持。相關(guān)成果以“Selectively fluorinated aromatic lithium salts regulate the solvation structure and interfacial chemistry for all-solid-state batteries”為題發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《Science Advances》上,。
劉凱,，清華大學(xué)化工系副教授、特別研究員,、博士生導(dǎo)師,。2005-2009年吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院本科，2009-2014年清華大學(xué)化學(xué)系博士（導(dǎo)師：張希教授）,，2014-2019年斯坦福大學(xué)博士后（合作導(dǎo)師：崔屹教授）,，2019年7月初入職。曾入選第十五批海外高層次人才引進(jìn)計劃,，獲《麻省理工科技評論》 “35歲以下科技創(chuàng)新35人”（TR35）中國榜單,，《麻省理工科技評論》全球青年科技創(chuàng)新獎，瑞士Dinitris N. Chorafas青年研究獎（全球每年遴選30人）,、清華大學(xué)學(xué)術(shù)新秀等多項獎勵,。擔(dān)任北京膜學(xué)會第八屆理事，中國航天科技集團(tuán)功能膜材料技術(shù)中心學(xué)術(shù)委員會委員,，《SmartMat》,、《高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報》,、《Chinese Chemical Letters》青年編委,，《膜科學(xué)與技術(shù)》、《Trans Tianjin University》通訊編委。2019年入職以來,，以通訊作者身份在國際知名學(xué)術(shù)期刊（如Nature Energy、Nature Communications,、Angew,、Advanced Materials、ACS Nano,Nano Letters等）發(fā)表論文30余篇,。研究成果多次被Science,、Nature Materials、NPG Asia Materials等學(xué)術(shù)刊物撰專文Highlight和報道,，同時也被CNN,、BBC和科技日報等媒介報道�,？偙灰�21000多次,，h-指數(shù)為73。
具有調(diào)控相間氧化還原的固態(tài)硫正極全固態(tài)鋰硫電池
近日,，北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院龐全全團(tuán)隊提出了一種調(diào)控固態(tài)正極電解質(zhì)氧化還原行為的方案,，目標(biāo)是通過實現(xiàn)界面動態(tài)穩(wěn)定性，進(jìn)而穩(wěn)定硫的固-固氧化還原（SSSR）主反應(yīng),。與傳統(tǒng)的通過外部抑制固態(tài)正極電解質(zhì)分解的策略不同,，通過將WS2引入玻璃-陶瓷相的Li6PS5I（LPSI）中，作者合成了一種新型Li6.2P0.8W0.2S5I（LPWSI）電解質(zhì)作為正極電解質(zhì),，其離子電導(dǎo)率高達(dá)1.2 mS cm-1,。在首次充電時，LPWSI正極電解質(zhì)在與活性材料接觸后會經(jīng)歷初級分解并形成界面層,。除了形成S0,、硫代磷酸鹽和LiI外，界面中還包含WS2,，它提供了豐富的界面內(nèi)Li+傳輸路徑,，從而提高了硫代磷酸鹽氧化還原反應(yīng)的可逆性。因此,，基于LPWSI正極電解質(zhì)的全固態(tài)鋰硫電池表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,。
論文的第一作者為北京大學(xué)博士研究生沈凱爾，通訊作者為北京大學(xué)龐全全研究員,。相關(guān)成果以“Solid Catholyte with Regulated Interphase Redox for All-Solid-State Lithium-Sulfur Batteries”為題發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《Advanced Materials》上,。
龐全全，北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究員,，博士生導(dǎo)師,。2020、2021,、2023,、2024年科睿唯安交叉學(xué)科高被引科學(xué)家,，2022年、2023年“斯坦福大學(xué)”全球2%頂尖科學(xué)家,。獲海外高層次人才計劃青年項目,，十四五重點研發(fā)計劃“新能源汽車”重點專項青年首席科學(xué)家，主持國家“十三五”重點研發(fā)計劃“政府間合作”重點專項目,、基金委重大研究計劃培育項目等,。以第一/通訊作者在Nature（2篇）、Nat. Energy （2篇）,、Joule（4篇）,、Nat. Commun.（4篇）、JACS,、PNAS,、Adv. Mater.（4篇）、Angew. Chem.（4篇）等雜志發(fā)表多篇論文,，多篇入選ESI熱點論文和高被引論文,，擔(dān)任EcoMat、Rare Metal,、Energy Materials Advance,、Carbon Energy等雜志青年編委。
參考來源：
Science Advances,、Advanced Materials,、清華大學(xué)、北京大學(xué)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡）
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