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程春/牛樹章AEM：含氧化石墨烯片的有機共晶混合物作為無枝晶鋰金屬電池的親鋰保護層

對于鋰金屬電池的廣泛和安全應用，在循環過程中抑制鋰枝晶生長是最具挑戰性的課題。

在此，南方科技大學程春教授、牛樹章教授等人通過將氧化石墨烯片與1,4-苯醌和雙（三氟甲烷）磺酰胺鋰鹽的液體有機共晶混合物（GBL）作為無枝晶鋰金屬電池的親鋰保護層。

由于這些功能材料的獨特優點，使GBL夾層具有豐富的親鋰活性位點、良好的離子導電性、優異的熱穩定性和與電解質的兼容性，以及用于形成緊湊和富LiF固體電解質界面（SEI）的前體。

圖1.GBL夾層的電化學性能

因此，GBL有效地促進了低過電勢下Li的均勻成核，并調節了Li離子通量，從而形成平面Li金屬。在Li||Li對稱電池中使用GBL夾層后，在3mAh cm^?2的電流密度和3mAh cm^-2的容量下，實現了600小時的高電化學穩定性。

這種改性使Li||LiFePO₄全電池在1C下循環1600次，高容量保持率為95.23%。通過用液態OEM(BQ@LiTFSI)改性的氧化石墨烯薄片構建GBL，為抑制鋰枝晶生長提供了新的解決方案。

圖2. 鋰枝晶生長示意圖

Organic Eutectic Mixture Incorporated with Graphene Oxide Sheets as Lithiophilic Artificial Protective Layer for Dendrite-Free Lithium Metal Batteries, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202204214

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