隨著對高能量密度儲能器件的需求日益增長,鋰金屬電池因其超高理論容量(3860 mAh g?1)和極低電化學電位(-3.04 V)被視為下一代電池技術的核心。然而,不可控的鋰枝晶生長、脆弱的固體電解質界面(SEI)以及由此引發的安全隱患嚴重阻礙了其實際應用。尤其在快充、高電壓和低溫等嚴苛條件下,這些問題會進一步惡化。盡管人工界面層(如無機涂層和有機聚合物)被廣泛研究,但現有材料難以同時滿足高化學穩定性、優異機械強度和快速離子傳導的綜合需求。
南京大學金鐘教授、李承輝教授團隊提出一種基于鈦-多金屬氧酸鹽(Ti-POM)交聯的金屬超分子聚合物界面保護層(MSP-IPL)。該材料以六齒連接的Ti-POM為交聯單元,橋接有機與無機組分,形成動態配位網絡。MSP-IPL兼具高電化學穩定性(>5.07 V)、優異離子傳導能力(表觀電導率0.485 mS cm?1)和空氣穩定性(60%濕度下8小時無腐蝕)。其核心創新在于:1)均勻成膜(厚度~1.6 μm)消除鋰沉積尖端效應;2)Ti-POM骨架高效錨定PF??陰離子,提升鋰離子遷移數(t??=0.607);3)動態配位鍵賦予自修復能力,適應電極體積變化。相關論文以“Titanium-Polyoxometalate Crosslinked Metallo-Supramolecular Polymer as Artificial Interfacial Layer for Highly Persistent and Low-Temperature Tolerant Lithium Metal Batteries”為題,發表在Angewandte Chemie International Edition。
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