摘要：锂金属电池由于具有高的理论比容量(3860 mAh·g−1),被认为是下一代高能量密度存储设备的最佳选择之一。然而,锂枝晶生长导致固态电解质界面层不稳定,以及锂金属阳极在循环过程中发生的体积膨胀,由此带来了严重的安全风险和循环性差等问题,阻碍了锂金属电池的进一步商业化应用。通过对锂的不均匀沉积的生长机制进行研究,许多研究者们提出了各式各样的方案,比如设计电解液添加剂、开发固态电解质和设计三维集流体等,在这些方面取得了显著进展。最后,对这些方案的不足和优化进行了讨论。

摘要：锂金属与电解质自发反应形成的固体电解质界面膜在成分和形态上的不均匀是诱导锂枝晶生长的重要因素,为了解决这个问题,本文设计和建造由聚偏二氟乙烯和Li7La3Zr2O12组成的人工固体电解质界面膜,该膜具有稳定的、均匀的成分和形态,可以为电极和电解液的固液界面建立均匀的电场,从而诱导锂均匀的成核和生长,无机纳米颗粒Li7La3Zr2O12具有良好的Li+传输性能,并且可以减缓聚偏二氟乙烯的结晶,稳定聚偏二氟乙烯的化学形态,聚偏二氟乙烯具有良好的机械性能,可以适应锂金属阳极在循环中体积的变化。利用该保护膜,在Li与LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)组成的全电池在恒流测试中表现出稳定的放电容量保持率和库伦效率。

摘要：锂硫电池由于具有较高的理论比能量和环保性能,已成为最有前途的高比能电池系统之一。然而,锂金属阳极在锂硫电池中的实际应用仍有阻碍。本文设计了一种简单的方法在锂阳极上制备锂硅/氯杂化保护层,该保护层不仅能对锂枝晶生长起到抑制作用,还为电荷的快速转移提供了动能。由于硫化聚丙烯腈的高导电性和改性锂阳极的高交换电流密度,使得锂-硫化聚丙烯腈电池能够保持稳定的充放电循环,并表现出优异的倍率性能。即使阴极有8 mAh/cm^2的高面积容量,电池也可以在0.2C时以500 mAh/g的比容量保持50次以上的循环。