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金屬鋰由于其高理論比容量（3860 mAh g^-1）和低電極電位（-3.040 vs. SHE）而被認為是下一代高比能電池的理想負極材料。金屬鋰負極與高鎳層狀材料正極材料配對使用，被認為是未來最具潛力的正負極組合之一。然而，金屬鋰與大多數液體有機電解液不兼容，特別是與商業化碳酸酯類電解液會有明顯的副反應，這嚴重阻礙了鋰金屬負極的規模化應用。

該研究采用含氟羧酸處理鋰金屬表面的方法去除鋰表面的鈍化界面，同時原位構建一個具有親鋰性的保護層（含氟羧酸鋰保護層）。研究人員進一步探究了含氟羧酸碳鏈長度對鋰金屬循環穩定性的影響，結果表明，七氟丁酸鋰保護層（碳鏈長度=4）對鋰金屬提供了最好的保護。經過含氟羧酸處理后，鋰金屬對電解液的潤濕性增強，并消除了鈍化層、增加了鋰離子流量、降低了界面阻抗，實現鋰沉積過電位降低。同時，含氟羧酸鋰界面層有效地均勻了鋰離子通量，誘導了均勻的鋰沉積，減少了大量被SEI捕獲的而失去電子通道連接金屬鋰的形成。最終，該工作實現鋰金屬負極循環過程中的高庫倫效率、高穩定性以及抑制鋰枝晶形成。

該研究工作是在廈門大學化學化工學院孫世剛教授、黃令教授和海南師范大學王崇太教授的共同指導下完成。廈門大學化學化工學院2020級博士生謝宇翔為該論文的第一作者。該項工作得到了國家重點研發計劃（2021YFB2400300）和國家自然科學基金（22172133，22288102）以及海南院士創新平臺研究項目（YSPTZX202038）的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38724-x