Li-空气电池凭借超高的理论能量密度而成为能量转化与储存器件中的佼佼者。然而，在开放或半开放的室温环境下金属锂负极会发生复杂的电化学反应，这严重限制了Li-空气电池的实际应用。近日，清华大学张强教授与北京科技大学连芳教授等发现原位构筑双相保护层能够显著提高Li-空气电池中金属锂负极界面的稳定性。
本文要点
1） 研究人员通过将金属锂负极放置在含有硅烷的混合溶液中，在锂箔表面会形成一层接触紧密的薄膜，然后Li6Si2O7无机纳米粒子在首周金属锂沉积-剥离的过程中会出现并自适应性地负载在Si-O-Si聚合物中。
2） 这种将无机纳米离子与聚合物基质原位集成在一起的策略使得金属锂-电解液界面具有更致密的形貌、更高的机械强度、更高的离子电导率以及更高的界面能量。因此，这种双相界面能够阻止湿度和O2-对负极的侵蚀并进一步在大电流密度下也保持均匀的锂沉积行为。
3） 这种无机-有机杂化的双相界面使得Li-O2电池的可逆性得到了大幅提高:在O2:N2:H2O=4:16:3的空气气氛下该电池在1000mAh/g的容量控制下能够在1000mA/g的电流密度下稳定循环达到180周。
Wei Liang et al, Adaptive formed dual-phase interface for highly durable lithium metal anode in lithium–air batteries, Energy Storage Materials, 2020
DOI: 10.1016/j.ensm.2020.03.022
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829720301094?dgcid=rss_sd_all#!