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非对称凝胶电解质助力无枝晶金属锂电池研究获进展

具有高理论比容量、低氧化还原电位的金属锂负极，有望助力下一代高能量电池的实现。然而，液态电解液体系中金属锂负极的枝晶问题饱受诟病。枝晶生长不但能够导致锂的不可逆容量损失，还可能引发电池短路乃至爆炸。科学家们对枝晶生长机理进行了广泛研究，其中得到广泛认可的Chazalviel模型指出，枝晶成核时间受到电解质离子浓度、阴/阳离子迁移率和有效电流密度的影响。提高电解质的锂离子迁移率，降低阴离子迁移率，将有效延长成核时间，抑制枝晶生长。 近期，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所从枝晶生长机制出发，设计了一种促进锂离子快速传输和均匀沉积的非对称凝胶聚合物电解质（Asymmetric GPE）膜，用于无枝晶生长的金属锂电池。 首先，经分子动力学（MD）模拟结果证明，PVDF分子链上极性单元能以离子-偶极子作用力结合电解质中的PF6-（图1c），而Li+则在体系中表现出更高的扩散系数（图1e）。利用聚合物这种性质，该团队设计了独特......阅读全文