中南大学纪效波、侯红帅团队报道了基于羟醛缩合制备的锂化碳点（Li-CD）用于复合电解质的填料。Li-CD是通过羟醛缩合反应制备的碳点，室温常压空气中反应即可得到，该方法制备的碳点产量高、操作简便、成本低廉，为以后固态电池的实际应用提供了更多的可能性。Li-CD的引入可以破坏聚合物链的结晶性，提升链段运动能力，有效提高离子电导率。Li-CD的阴离子体积大，移动困难，给体系中提供了更多的自由锂离子。同时，碳点表面的杂原子会在锂金属表面原位形成富含LiF的快速离子传输界面层。快速离子传输和稳定的界面特性实现了复合电解质基固态电池的优异电化学性能。https://t.cn/A66X0dkF
如何得到长寿命锂金属电池—看这篇Science文章怎么说
最近，浙江工业大学在国际顶刊Science上发表了一篇关于锂金属电池的文章，这也是浙江工业大学首次以第一单位在该顶刊上论文，浙江工业大学陶新永和南洋理工大学楼雄文为共同通讯作者。
文章利用具有高密度和长程有序极性羧基的自组装的单分子层与氧化铝涂层隔膜相连接，实现了超长寿命的锂金属电池。
锂金属因其高比容量(3860 mAh g?1)和低氧化还原电位(?3.04 V vs. SHE)而被认为下一代锂电池的有前途的负极材料。然而在实际应用中锂枝晶的生长导致锂金属电池 (LMB) 的安全问题和容量快速衰减。
目前，在电极间引入缓冲层或利用添加剂构建固态电解质界面膜(SEI)是抑制枝晶形成的两个重要手段。其中，LiF被认为是一种较好的界面成分，其具有较低的锂离子扩散势垒和优异的电子绝缘性，能够有效促进Li+的转移和锂的均匀沉积。然而，精确控制电解质分解，特别是 C-F 键的化学解离，以构建富含 LiF 的 SEI 逻辑上可行但仍具有不小的挑战性。
自组装单分子层 (SAM) 已被广泛应用于构建具有高度定向分子和有序端基的表面，从而提供一个方便、灵活和通用的平台，通过该平台可定制金属、金属氧化物和半导体的界面属性。其中，长程有序的 SAM 可以调节甚至确定表面偶极子相对于分子电子结构和末端基团方向的分布 。因此，SAM诱导的偶极矩可能影响电子转移动力学，改变电解质的电化学氧化还原动力学，从而调节SEI的纳米结构。所以自组装膜有可能通过决定表面电子性质的端基的有序化来控制电解质中含氟成分的分解。
带有羧基末端的SAMs通过偶极矩定向电子供给加速了LiTFSI的还原，从而生成了富含LiF的SEI。
研究工作者通过简单的浸泡方法，成功将有机分子[NH2(CH2)2COOH 或 HOOC(CH2)2COOH]自组装到具有Al2O3涂层的PP隔膜表面，从而构建了具有有序端基的SAMs。
半电池结果显示，具有Al2O3-OOC(CH2)2COOH 和 Al2O3-OOC(CH2)2NH2 的两个样品在 1 mA cm-2 的电流密度下，300 次循环后，其库伦效率分别为 ~97.7% 和 ~95.3%。相比之下，具有Al2O3样品的电池循环寿命较差，循环220次后库伦效率衰减至74.2%。其中，具有 Al2O3-OOC(CH2)2COOH的电池是最为稳定，过电位仅为15 mV左右，且循环后电极表面的沉积锂为均匀形态。结果表明，具有有序端基的SAMs，尤其是-COOH可以大大提高半电池的库伦效率并延长循环寿命。
在添加Al2O3-SAMs的电池的循环伏安曲线上还观察到一个明显的还原峰，位于1.11 V左右，这是由于TFSI的还原。循环伏安结果表明，自组装膜有利于LiTFSI的还原。作者利用XPS来研究第一次放电后的锂沉积形成的SEI化学成分。结果表明，自组装膜产生的LiF能有效地钝化反应表面，减少初始的副反应，促进Li+在SEI中的扩散。
总结
通过使用 SAM ，展示了一种调节电解质降解以构建稳定LMB的策略。模拟和表征揭示了有序极性羧基在促进C-F键断裂以产生富含 LiF 的 SEI 中的关键作用。富含LiF的SEI有利于稳定Li/电解质界面，从而显着抑制Li枝晶的形从而并延长锂金属负极的寿命。这种基于表面化学的 SAMs 技术为电池中不可控制的电解质降解和SEI形成提供了解决方案。使用 SAM 膜，LMB 的全电池即使在严格的条件下也表现出较好循环性。通过调整 SAM 的分子结构以构筑更好的能源器件，这种简便的策略可以扩展到其它电池能源系统。https://t.cn/AiQk5gF0
最近，浙江工业大学在国际顶刊Science上发表了一篇关于锂金属电池的文章，这也是浙江工业大学首次以第一单位在该顶刊上论文，浙江工业大学陶新永和南洋理工大学楼雄文为共同通讯作者。
文章利用具有高密度和长程有序极性羧基的自组装的单分子层与氧化铝涂层隔膜相连接，实现了超长寿命的锂金属电池。
锂金属因其高比容量(3860 mAh g?1)和低氧化还原电位(?3.04 V vs. SHE)而被认为下一代锂电池的有前途的负极材料。然而在实际应用中锂枝晶的生长导致锂金属电池 (LMB) 的安全问题和容量快速衰减。
目前，在电极间引入缓冲层或利用添加剂构建固态电解质界面膜(SEI)是抑制枝晶形成的两个重要手段。其中，LiF被认为是一种较好的界面成分，其具有较低的锂离子扩散势垒和优异的电子绝缘性，能够有效促进Li+的转移和锂的均匀沉积。然而，精确控制电解质分解，特别是 C-F 键的化学解离，以构建富含 LiF 的 SEI 逻辑上可行但仍具有不小的挑战性。
自组装单分子层 (SAM) 已被广泛应用于构建具有高度定向分子和有序端基的表面，从而提供一个方便、灵活和通用的平台，通过该平台可定制金属、金属氧化物和半导体的界面属性。其中，长程有序的 SAM 可以调节甚至确定表面偶极子相对于分子电子结构和末端基团方向的分布 。因此，SAM诱导的偶极矩可能影响电子转移动力学，改变电解质的电化学氧化还原动力学，从而调节SEI的纳米结构。所以自组装膜有可能通过决定表面电子性质的端基的有序化来控制电解质中含氟成分的分解。
带有羧基末端的SAMs通过偶极矩定向电子供给加速了LiTFSI的还原，从而生成了富含LiF的SEI。
研究工作者通过简单的浸泡方法，成功将有机分子[NH2(CH2)2COOH 或 HOOC(CH2)2COOH]自组装到具有Al2O3涂层的PP隔膜表面，从而构建了具有有序端基的SAMs。
半电池结果显示，具有Al2O3-OOC(CH2)2COOH 和 Al2O3-OOC(CH2)2NH2 的两个样品在 1 mA cm-2 的电流密度下，300 次循环后，其库伦效率分别为 ~97.7% 和 ~95.3%。相比之下，具有Al2O3样品的电池循环寿命较差，循环220次后库伦效率衰减至74.2%。其中，具有 Al2O3-OOC(CH2)2COOH的电池是最为稳定，过电位仅为15 mV左右，且循环后电极表面的沉积锂为均匀形态。结果表明，具有有序端基的SAMs，尤其是-COOH可以大大提高半电池的库伦效率并延长循环寿命。
在添加Al2O3-SAMs的电池的循环伏安曲线上还观察到一个明显的还原峰，位于1.11 V左右，这是由于TFSI的还原。循环伏安结果表明，自组装膜有利于LiTFSI的还原。作者利用XPS来研究第一次放电后的锂沉积形成的SEI化学成分。结果表明，自组装膜产生的LiF能有效地钝化反应表面，减少初始的副反应，促进Li+在SEI中的扩散。
总结
通过使用 SAM ，展示了一种调节电解质降解以构建稳定LMB的策略。模拟和表征揭示了有序极性羧基在促进C-F键断裂以产生富含 LiF 的 SEI 中的关键作用。富含LiF的SEI有利于稳定Li/电解质界面，从而显着抑制Li枝晶的形从而并延长锂金属负极的寿命。这种基于表面化学的 SAMs 技术为电池中不可控制的电解质降解和SEI形成提供了解决方案。使用 SAM 膜，LMB 的全电池即使在严格的条件下也表现出较好循环性。通过调整 SAM 的分子结构以构筑更好的能源器件，这种简便的策略可以扩展到其它电池能源系统。https://t.cn/AiQk5gF0
告诉大家一个真相：内心强大的人都有三个共性“不和他人作比较”“不对他人有期待”“不批判他人”。而内心脆弱的人则是相反，因为太在意他人，所以容易被他人所影响，我之前心态像豆腐一样脆弱，但靠着时常注意这三点终于恢复了平常心，一定要把注意放在自己身上。——sszsahiro_lif https://t.cn/R2WxSE3
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