第一作者：Zhao Lina

通讯作者：王振华教授、孙克宁教授

单位：北京理工大学

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c08441

【工作介绍】

对于开发可逆的锂金属负极来说，通过调节Li+ 溶剂化结构来构建理想的固体电解质间相（SEI）是克服锂枝晶和有限的库仑效率（CE）的主要障碍的有力途径。

本工作将球形介孔分子筛MCM-41纳米颗粒被涂覆在商用PP隔膜上，并被用来调节Li+ ，用于锂金属电池（LMB）的溶剂化结构。调节后的溶剂化结构表现出一种具有更多接触离子对（CIP）和离子聚集体（AGG）的状态，成功地在锂电负极中构建了一个均匀的无机物丰富的SEI。同时，规范的溶剂化结构削弱了溶剂和Li+ 之间的相互作用，从而使Li+ 的去溶剂化能较低，并使Li的沉积均匀。

图1. 传统的商业液体电解质和加入MCM-41的电解质之间的区别以及对SEI的影响示意图。

通过加入介孔材料，在没有任何添加剂的情况下，调节碳酸酯基电解质实现了高CE（96.76%）、无枝晶的锂阳极，以及稳定的锂镀层/剥离循环约1000小时。因此，通过采用介孔材料来调节电解液中的Li+ 溶剂化结构是构建理想的SEI和驾驭金属锂的有力途径。

作者简介：

王振华：北京理工大学化学与化工学院党委书记，长聘教授，博士生导师，现任化学电源与绿色催化北京市重点实验室副主任，中国颗粒学会青年理事。长期从事新型电池材料的分子结构设计与界面调控、电子/离子在界面和体相的传递规律、能源材料的可控制备及构效关系等方面的研究，开发材料的规模化制备技术，研制高比能储能器件及高效能量转化装置。发表SCI论文100余篇，曾获国家技术发明二等奖（第二完成人）和教育部科技进步一等奖（第二完成人）。

孙克宁：北京理工大学特聘教授，博士生导师，教育部长江学者特聘教授、教育部创新团队带头人，化学电源与绿色催化北京市重点实验室主任。获国务院特殊津贴，曾入选新世纪百千万人才工程国家级人选、国防科技工业有突出贡献中青年专家。主要从事电化学、新能源材料领域的交叉研究，在能源的存储与转化领域取得了一系列成果。牵头获得国家级奖励3项，省部级奖励8项。在Nature Commun, Adv Mater, Adv Energy Mater.等国际学术期刊发表论文340余篇，他引近6000次，主编学术著作2部，教材1部，获得国家发明专利授权40项。

Regulating Solvation Structures Enabled by the Mesoporous Material MCM-41 for Rechargeable Lithium Metal Batteries
ACS Nano ( IF 18.027 ) Pub Date : 2022-11-15 , DOI: 10.1021/acsnano.2c08441
Lina Zhao, Zeyu Wu, Zhenhua Wang, Zhe Bai, Wang Sun, Kening Sun