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近期，國際權(quán)威期刊《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）發(fā)表化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院柯福生副教授小組的最新研究成果，首次提出運(yùn)用選擇性催化分解調(diào)控高能量密度合金負(fù)極材料的固體電解質(zhì)膜（SEI）的生長，從而顯著地提高鋰離子電池合金負(fù)極材料的電化學(xué)性能。

論文題為《選擇性催化構(gòu)筑合金負(fù)極材料固體電解質(zhì)膜》（Boosting Superior Lithium Storage Performance of Alloy-Based Anode Materials via Ultraconformal Sb Coating–Derived Favorable Solid-Electrolyte Interphase）。2017級碩士生熊冰清和博士生Xinwei Zhou為共同第一作者，柯福生與阿貢國家實(shí)驗(yàn)室徐桂良和Khalil Amine為共同通訊作者，陳勝利教授在理論計算方面提供了幫助。

合金負(fù)極具有高比容量是目前電池的研究熱點(diǎn)。然而，充放電過程中伴隨的巨大體積變化仍是限制合金負(fù)極材料商業(yè)化的主要因素。研究表明，SEI膜可有效緩解商品化石墨電極表面與電解液的反應(yīng)，對于電極的穩(wěn)定性起到舉足輕重的作用。而在合金負(fù)極表面，由于更加劇烈的體積變化，初始的SEI穩(wěn)定性達(dá)不到要求。因此，如何設(shè)計更穩(wěn)定、更致密、更薄的SEI對于提升合金電極材料性能的重要性不言而喻。

本文從理解電極/電解液界面角度出發(fā)，借助于選擇性催化分解的概念，在合金負(fù)極和電解液之間構(gòu)筑界面層，通過調(diào)控合金負(fù)極的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)一步調(diào)控其SEI。該研究為提升高能量密度合金負(fù)極電化學(xué)性能提供新方法，為如何利用表界面來調(diào)控SEI的組成和機(jī)械性能提供了新思路。

該工作得到國家自然科學(xué)基金和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201903186