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由聚烯烴或聚偏氟乙烯制成的隔膜孔隙排列不均勻，電解液親和性差，這會導致Li⁺通量紊亂，沉積層凹凸不平，從而引發鋰鹽的持續消耗和鋰金屬電池（LMBs）的過早失效。雖然調整孔隙結構或改變這些隔膜的表面是有效的，但卻占用空間，在經濟或工業上并不可行。

圖1 機理示意圖和MD模擬

哈爾濱工業大學何偉東等首次將抗靜電劑SN（SN），即十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽，與PVDF-HFP基體結合，通過可行的方法制備出適用于LMB的均相復合隔膜（PVDF-HFP/SN）。研究顯示，SN的銨頭提供了大量陰離子友好位點，可吸收電解液中的PF₆-。這就形成了SN-PF₆^–的親鋰基質，使Li⁺在SN-PF₆^––Li⁺結構中均勻分布和沉積，并進一步減少了鋰鹽的消耗，確保鋰陽極無枝晶形成。

圖2 Li沉積過程的原位觀察和Li||Li對稱電池的循環穩定性

得益于上述優勢，Li||PVDF-HFP/SN||Li對稱電池實現了1000小時最低過電位的卓越穩定性。此外，Li||PVDF-HFP/SN||LiFePO₄電池還具有持久的循環壽命，在1 C（1 C = 170 mA g^-1）條件下可持續循環800次，容量保持率達96.9%；在2 C條件下可持續循環1000次，容量保持率達93.4%。

圖3 Li||PVDF-HFP/SN||LiFePO₄電池性能

A Li+-flux-homogenizing separator for long-cycle Li metal anodes. Energy & Environmental Science 2024. DOI: 10.1039/d4ee00115j

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?哈工大EES：Li+通量均化隔膜助力長循環鋰金屬陽極

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