电负性纳米通道隔膜

超高锂离子迁移数

在实现高锂离子迁移数的同时保持高离子电导率，从而抑制锂枝晶生长，实现无枝晶的高倍率锂金属负极。

Hao, Zhendong · Wang, Chengjie · Yue, Wu · 张倩倩 · 徐宏 · Jin Y. · 刘晶冰 · 汪浩 · 何向明

Advanced Energy Materials 2023

具体参数

锂离子迁移数

{'zh': '0.77', 'en': '0.77'}

锂离子电导率

{'zh': '1.36', 'en': '1.36'} mS cm⁻²

锂沉积/剥离循环时长

{'zh': '2000', 'en': '2000'} h

技术优势

枝晶长得慢

高锂离子迁移数延长了枝晶成核时间，从而有效抑制枝晶生长。

既快又稳

通常提高迁移数会牺牲离子电导率，而该隔膜通过选择性快速传输同时实现了两者的高值。

高倍率下长循环

在高电流密度 5 mA cm⁻² 下，锂的沉积/剥离可稳定循环超过 2000 小时。

性能全面超越商用隔膜

组装成电池后，该纳米通道隔膜的综合电化学性能优于商用聚烯烃隔膜。

应用场景

• 锂金属电池：直接用作锂金属电池隔膜，抑制枝晶实现长循环。
• 高倍率电池隔膜：高倍率下保持稳定，适用于快充场景。
• 固态锂电池界面：其离子通道设计可借鉴用于固态电解质界面优化。
• 钠金属电池隔膜：选择性离子传输机制可迁移至钠金属电池隔膜。