摘要：\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp9.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002FRWXkfrkIwUzbdE\" img_width=\"1080\" img_height=\"1155\" alt=\"借力封裝做彩裳，塗層石蠟護鋰元：空氣穩定且防水的金屬鋰負極\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp\u003EFig. 2. Test results for Li and Li-wax-PEO in lithium-sulfur cells. The surface morphologies of (a) the Li anode and (b) the Li-wax-PEO anode after 50 cycles。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002FRWXkfrOElOTjcV\" img_width=\"1080\" img_height=\"1246\" alt=\"借力封裝做彩裳，塗層石蠟護鋰元：空氣穩定且防水的金屬鋰負極\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp\u003EFig. 1. The diagram and characterizations of the wax-PEO coating. (a) Diagram of the functions of the wax-PEO coating。

"\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E海歸學者發起的公益學術平臺\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E分享信息，整合資源\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E交流學術，偶爾風月\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F1526365245427ca2463e166\" img_width=\"579\" img_height=\"327\" alt=\"借力封裝做彩裳，塗層石蠟護鋰元：空氣穩定且防水的金屬鋰負極\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp\u003E金屬鋰負極在空氣中不穩定和枝晶生長問題是制約其大規模應用的兩大瓶頸。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E針對上述問題，天津大學楊全紅教授團隊(NanoYang課題組)與清華大學深圳研究生院呂偉副研究員團隊合作開發了一種在大氣環境和電池中皆具有高穩定性的金屬鋰負極。受電子封裝中的防水阻氧塗層技術的啓發，研究團隊利用密封用的石蠟與聚氧化乙烯（PEO）複合構築了鋰金屬表面的保護塗層，有效避免了金屬鋰與環境中的氧化性物質和電池中電解液的直接接觸，顯著提高了鋰金屬的穩定性。更重要的是，該金屬鋰在與水直接接觸時也無明顯的表面反應發生。與此同時，均勻分佈的PEO可以實現鋰離子的均勻傳輸，有效抑制了枝晶生長，保證了金屬鋰負極在鋰硫電池中的良好電化學性能。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E借力封裝做彩裳，塗層石蠟護鋰元。\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E偶得妙筆成他美，洞裏水簾似等閒。\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E金屬鋰負極具有高的理論比容量（3800 mA hg\u003Csup\u003E–1\u003C\u002Fsup\u003E）和低的電位（–\u003Ci class=\"chrome-extension-mutihighlight chrome-extension-mutihighlight-style-4\"\u003E3.0\u003C\u002Fi\u003E4 V (氫標電位)），有望大幅提升現有鋰離子電池的能量密度。然而，鋰枝晶生長導致的安全性差、化學活性高導致空氣穩定性差等問題嚴重阻礙了其大規模實用化進程。鋰對空氣中的水分和氧化性組分極爲敏感，反應產生的絕緣產物，如氫氧化鋰等，會堆積在金屬鋰表面，降低其電化學性能。更爲嚴重的是，如果鋰不慎與水接觸，會發生劇烈的產氫、產熱反應而發生燃燒爆炸。這使得鋰金屬對運輸、存儲和加工過程的操作工藝、設備與環境要求苛刻，因而提高金屬鋰在環境中的穩定性是其未來規模化應用中所必須要解決的重要問題。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002FRWXkfrOElOTjcV\" img_width=\"1080\" img_height=\"1246\" alt=\"借力封裝做彩裳，塗層石蠟護鋰元：空氣穩定且防水的金屬鋰負極\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp\u003EFig. 1. The diagram and characterizations of the wax-PEO coating. (a) Diagram of the functions of the wax-PEO coating; SEM images of the Li-wax-PEO surface (b) and its magnified area (c); (d) the cross-section image of the Li-wax-PEO; (e) XRD patterns of Li-PEO, Li-wax and Li-wax-PEO; (f) IR spectrum of Li-wax-PEO; (g, h) elemental distributions in the wax-PEO coating for carbon and oxygen.\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E在電子行業中，封裝技術被廣泛用於保護電子元件免受物理損壞和水分腐蝕，這爲金屬鋰的保護提供了一種設計思路。受此啓發，天津大學楊全紅教授團隊與清華大學深圳研究生院呂偉副研究員合作，通過簡單的沾塗工藝在鋰金屬表面構建了一層石蠟與聚氧化乙烯（PEO）的複合保護塗層，獲得了一種在環境和電池中均具有良好穩定性的金屬鋰負極。石蠟作爲一種常用的惰性密封材料具有良好的阻隔性能，也易於在各種表面成膜。在水氧環境下，這種基於石蠟的複合塗層可以有效防止金屬鋰負極表面發生腐蝕反應。同時，在電池中，上述塗層能夠阻隔金屬鋰表面與電解液的直接接觸，從而有效抑制鋰負極表面的副反應。而石蠟基體中均勻分佈的PEO則提供了均勻分佈的離子傳輸通道，幫助實現了鋰離子的均勻沉積，從而有效抑制了枝晶生長。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp9.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002FRWXkfrkIwUzbdE\" img_width=\"1080\" img_height=\"1155\" alt=\"借力封裝做彩裳，塗層石蠟護鋰元：空氣穩定且防水的金屬鋰負極\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp\u003EFig. 2. Test results for Li and Li-wax-PEO in lithium-sulfur cells. The surface morphologies of (a) the Li anode and (b) the Li-wax-PEO anode after 50 cycles; (c) EIS of the two anodes after 50-cycles; (d) the charge and discharge curves of cells with a Li anode and a Li-wax-PEO anode at the 2nd and \u003Ci class=\"chrome-extension-mutihighlight chrome-extension-mutihighlight-style-3\"\u003E150\u003C\u002Fi\u003Eth cycles; (e) comparison of the cycling performance of cells with Li and Li-wax-PEO anodes.\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E在該塗層的保護下，金屬鋰在相對溼度高達70%的空氣中能夠穩定靜置24h，並保持了相當於靜置前金屬鋰85%的電化學容量。即使在與水直接接觸後，受保護的金屬鋰也沒有出現燃燒或是容量衰減的現象。該金屬鋰負極在對稱電池中可以穩定循環500h，在鋰硫電池中則能夠以低至0.075%的容量衰減率進行300次以上循環。上述工作展示了一種可有效提高金屬鋰負極穩定性的封裝思想，對推動金屬鋰負極的規模應用和改善其他空氣敏感材料的性能具有重要的指導意義。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E該項目由國家傑出青年科學基金提供支持(5\u003Ci class=\"chrome-extension-mutihighlight chrome-extension-mutihighlight-style-5\"\u003E152\u003C\u002Fi\u003E5204)，廣東省自然科學傑出青年基金(2017B030306006)。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E本文系網易新聞·網易號“各有態度”特色內容\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E媒體轉載聯繫授權請看下方\u003C\u002Fp\u003E"'.slice(6, -6), groupId: '6714843595511169539