【文獻摘要】

高能量密度鋰金屬電池（LMB）的壽命很短，這是由于鋰的“死”和樹枝狀晶體引起的。為空間上均勻的鋰離子通量和快速的鋰離子傳輸而產生的穩定的，人造的固體-電解質中間相（SEI）將相應地解決這些問題。

最近，中國林科院木材工業研究所呂建雄研究員團隊聯合浙江工業大學材料科學與工程學院陶新永教授團隊以及佐治亞理工學院化學與分子生物工程學院Yulin Deng教授團隊集結東北林業大學、北京林業大學以及中北大學的不同學科研究人員，首次實現了木材次生細胞壁中聚集體薄層（lamella）的精準剝離，并設計了天然木材結構的界面作為人工SEI。人工SEI在天然組裝的平行纖維素分子之間具有納米通道，可調節Li沉積的均勻性。同時，納米木材上相互連接的微孔和豐富的親硫基團促進了鋰離子的快速遷移。納米木保護的LMB在800個循環中提供了出色的容量，約為140 mAh·cm-2，平均庫侖效率高達99.6％。這種基于納米木的，高性能，可擴展的仿生SEI，具有離子通量調節功能，是解決實際LMB使用壽命短的有吸引力的解決方案。相關論文以題為“Natural Wood Structure Inspires Practical Lithium-Metal Batteries”的論文發表在《ACS Energy letters》期刊上。

【主圖導讀】

圖1.木材紋孔膜結構作為鋰金屬電池陽極固態電解質界面膜的功能示意圖。

圖2. 從木材次生壁中分離聚集體薄層的示意圖及其表征。

圖3.聚集體薄層調節鋰離子沉積示意圖及其表征。

圖4. 添加聚集體薄層前后的鋰金屬電池電化學性能表征。

參考文獻: doi/10.1021/acsenergylett.1c00629

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