【摘 要】
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基于极低的氧化还原电位（-3.04 V,相对于标准氢电极）和高理论比容量(3860 m Ah g-1),锂金属被认为是发展下一代高能量密度电池最重要的负极材料之一。然而,锂金属具有高反应活性,容易与空气、水、电解液等物质发生副反应,这限制了锂金属使用和电池组装的环境,增加了电池生产制造的成本,同时导致电池循环性能变差。锂金属表面修饰是提升其稳定性的重要举措。受化妆品护肤的启发,本文通过简单的浸涂/
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基于极低的氧化还原电位（-3.04 V,相对于标准氢电极）和高理论比容量(3860 m Ah g-1),锂金属被认为是发展下一代高能量密度电池最重要的负极材料之一。然而,锂金属具有高反应活性,容易与空气、水、电解液等物质发生副反应,这限制了锂金属使用和电池组装的环境,增加了电池生产制造的成本,同时导致电池循环性能变差。锂金属表面修饰是提升其稳定性的重要举措。受化妆品护肤的启发,本文通过简单的浸涂/刮涂法在锂金属表面修饰了一层凡士林（M-Li）。惰性的凡士林能够阻隔锂与腐蚀性物质,大大提高了锂金属在潮湿空气、水和含硫电解液中的稳定性。用充分暴露于潮湿空气的M-Li片组装对称电池。基于Li PF6/EC/DEC电解液组装的电池在1 m A cm-2-1 m Ah cm-2的测试条件下表现出100 m V的过电位,且稳定循环超过500 h。以暴露过空气的M-Li为负极、Li Fe PO4为正极组装的全电池,首圈放电比容量为146.6 m Ah g-1,循环50圈后容量仍能保留初始容量的93.5%,高达137 m Ah g-1,表现出良好的循环稳定性。这种经济、简便的方法有望应用于锂金属负极的工业化防护中。除了严重的副反应,锂枝晶生长也严重阻碍了锂金属电池的实用化。本文通过锂铜共热的方式（200℃）,在锂金属表面修饰了均匀分布的铜（200-Cu-10）。均匀分布的铜可促进电极附近电场的均匀分布并降低局部电流密度,促进锂的均匀沉积。在1 m A cm-2-1 m Ah cm-2的条件下,基于Li PF6/EC/DEC电解液组装的200-Cu-10||200-Cu-10对称电池能实现900 h的稳定循环。即使在5 m A cm-2的电流密度下,该对称电池也能稳定地循环。组装的200-Cu-10||NCM811电池循环68圈后放电比容量为177.6 m Ah g-1,容量保持率高达95.7%,表现出优异的循环性能。
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