天津大学合作清华大学研发蜡-PEO涂层可制成防水/空气稳定的锂金属阳极

据外媒报导，天津大学杨全红教授与清华大学吕伟教授领导的一支研发团队通过非常简单的浸涂法，在锂金属表面制取了一种蜡-PEO（等离子体电解水解）涂层，从而做成了一种空气平稳且透气的锂金属阳极。蜡作为一种常用的惰性密封材料，很更容易就可涂覆在锂金属表面。（图片来源：中国科学）锂金属阳极具高比容量、较低电位以及重质量等特性，可有效地提升电池的能量密度，即转用锂金属阳极将明显提高电动汽车的续航里程，以及减少用作电网能量存储的电池成本。

但是，由于锂具备低化学活性，更容易造成枝晶生长和空气不平稳，从而引起安全性问题，因此容许其作为电极材料，获得大规模应用于。锂金属对空气中的水分和水解成分十分脆弱，不会造成其表面产生氢氧化锂等绝缘性物质，即造成其电化学性能好转。

此外，当锂与水认识时，不会产生氢气和热量，从而可能会引起发生爆炸或发生爆炸。而锂金属的此种敏感性对于锂金属阳极的运输、存储和加工都明确提出了更高的拒绝。因此，迫切需要研发出有一种空气平稳，且需要透气的锂金属阳极，以让未来锂金属阳极需要确实获得应用于。在电子设备领域，利用纸盒技术，可以维护电子元件免遭干燥空气和水的物理损害和生锈，这也为如何维护锂金属获取了设计思路。

研究人员研发的蜡基填充涂层可避免锂金属在空气和水中产生不良反应。在电池中，此类涂层减慢了电解液对锂金属阳极表面的生锈；而均匀分布的PEO保证了锂离子在界面上需要均匀分布导电，诱导了锂枝晶的生长。

在蜡-PEO涂层的维护下，锂金属表面在相对湿度为70%的空气中，24小时内都没发生变化，高比容量保有率为85%。而且即使其与水必要认识，也没起火燃烧或者容量经常出现波动。

锂金属阳极涂覆了该涂层后，在平面电池中，在长达500个小时的时间内都维持了稳定性，并且由涂覆了该涂层的锂金属阳极做成的锂硫电池在300次充放电循环中，每次循环后，该电池容量衰减率较低至0.075%。此次研究展示了一种用作空气平稳和透气锂金属阳极的高效PCB技术，该技术更容易拓展，且限于于其他脆弱型电极材料。

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