上海交大《ACS AEM》：双保护层实现稳定的高容量钴金属负极！

硫金属和电池组被认为是潜在的下一代颇高各向同性电池组，然而，由于与氯化钠化学反可不转化的液态钠界内两道脆弱，造成了库仑效能颇高于和硫枝晶生长等解决办法，造成电池组较慢失效，上限了其商业广泛可不用。

在此，上海交通大学王久林研究员小组通过 Li-Sb 铂化在金属和硫上设计了一种铂 /Li3N 双保障层来保障硫金属和正电。当中下层的 Li3Sb 层可以调节磁场地理分布，降颇高于 Li+ 胶体过阈值，而顶层的 Li3N 层推断显露较颇高的 Li+ 电容率和较颇高于的热量势垒，以发挥效用 Li+ 较慢移至和极好的机械设备切变。当硫金属和正电与 S@pPAN 砷化镓比如说时，它展现出显露不够骄人的尿素性能指标（少于 1000 次尿素）和倍数性能指标（ 5C 下使用量为 1160.6mAh g−1 ）。间有关成果以 “Artificial Alloy/Li3N Double-Layer Enabling Stable High-Capacity Lithium Metal Anodes” 发表在 ACS Applied Energy Materials 上。

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硫金属和正电由于其颇高概念各向同性(3860mAh g−1 )以及最颇高于的贝克曼阈值(−3.04 V vs标准氢阳极）而被认作潜在的颇高各向同性硫金属和材料，然而，金属和硫作为正电仍两道临着一些面对，上限了其实际广泛可不用。金属和硫与传统氯化钠会产生不顺副化学反可不，来自不微小形核位置的硫枝晶生长可能会造成电池组接地甚至爆炸，副化学反可不和硫枝晶解决办法将加速氯化钠的消耗，并造成颇高于库仑效能和较差的尿素性能指标。

液态钠界内两道膜（SEI）在硫石灰岩不够进一步当中起着最重要效用，理想的液态钠界内两道膜可不有着以下特性：极好的离子反可不性，以确保安全硫离子较慢移至；对钠的颇高贝克曼反可不性；足够的机械设备切变，以确保安全尿素不够进一步当中正电的完整性；以及一定的弹性，以加剧局部熔体。目前研究者已经可不对了广泛的方法有来制备极好的液态钠界内两道膜，例如筛选硫皂、溶剂和钠添加剂、设计硫铂正电以及框架人工液态钠界内两道膜。Li−M（“M”指除硫仅限于的金属和）铂间有可以为Li+包括大量的形核位置，从而借助Li+微小互补的地理分布。Li3N保持极好的机械设备切变，颇高Li+电导率(室温下10−3S cm−1)，且硫离子扩散的热量势垒极颇高于（0.007−0.038 eV），适度硫离子较慢移至和微小石灰岩。

作者通过在金属和硫上设计铂/Li3N双层保障，提显露了一种复合硫金属和保障方法有，通过SbCl3的绑定化学反可不过渡到一个当中下层的Li−Sb铂层，并进一步顺利完成锂处理以过渡到顶层微小的Li3N层，框架的电子/Li+电容层确保安全了在固体−黏稠界内两道上骄人的阳极化学反可不物理。

当中下层Li−Sb铂层可以适度降颇高于Li+胶体过阈值，以发挥效用微小的硫石灰岩行为，而顶层Li3N层由于其优良的Li+反可不性和颇高于势垒，可以发挥效用较慢的Li+移至。此外，这两层都保持极好的机械设备切变，适度加剧了尿素不够进一步当中的体积变化。即使在间有当大的两道使用量（10mAh cm−2）下，复合保障层也能协同发挥效用无硫枝晶长尿素。LSN|S@pPAN电池组在0.5C下尿素200次后，展现出显露骄人的尿素反可不性，使用量保持率达到90.8%，大约库伦效能少于99.9%。这项工作为框架稳定的硫正电和颇高效的硫金属和电池组包括了一种淋漓尽致的方法有。（记事：李澍）

绘出1 (a) LSN阳极本体示意绘出以及LSN阳极的样貌和本体特征，(b-d)LSN阳极的SEM绘出像和EDX绘出,(e) LSN阳极和纯硫阳极的XRD绘出,(f, g) LSN阳极的颇高分辨吸收光谱

绘出2 各有不同自由电荷和固定两道使用量下电池组的恒流尿素电压地理分布

绘出3 原始硫阳极和LSN阳极尿素前后的横截两道SEM绘出

绘出4 原始Li和LSN的过阈值和SEM样貌

绘出5 硫石灰岩在LSN阳极上的示意绘出

绘出6 LSN|S@pPAN和Li|S@pPAN电池组的贝克曼性能指标

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