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清华大学深圳国际研究生院:设计合成聚合物电解质 从根本上限制锂枝晶生长

清华大学深圳国际研究生院:设计合成聚合物电解质 从根本上限制锂枝晶生长

据清华新闻网报道,近日,清华大学深圳国际研究生院周光敏副教授团队与中国科学院深圳先进技术研究院成会明院士团队合作,提出了一种“将锂限制在连续成核状态”的全新策略,通过设计并合成具有高粘附性的聚合物电解质,从根本上限制锂枝晶的生长。该研究揭示了聚合物与锂晶面相互作用对沉积形貌的调控机制,为实现高安全、长寿命的锂金属电池提供了新的解决方案。研究团队受自然界中冰晶生长调控机制的启发,基于Bliznakov-Chernov晶体生长模型,合成了一种基于聚3-丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(PAMD)的高粘度固态聚合物电解质。电解质对锂金属表面具有极强的亲和力,粘附力高达315.6 nN,能够有效抑制易形成枝晶的高指数晶面的生长。这种强相互作用迫使锂沉积始终保持为球形颗粒状,并促进其在界面处的连续再成核。这种“颗粒堆积”的沉积模式有效避免了尖端效应,实现了致密且无枝晶的锂金属负极。



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