疏水性二氧化硅胶体电解质有望带来更安全的锂

传统的锂离子(Li-ion)电池无法满足日益增长的大规模电力消耗需求。可再充电的非质子锂 - 氧(Li-O 2)电池由于其超高的理论能量密度而成为潜在的候选者，其理论能量密度约为锂离子电池的10倍。作为阳极的锂金属是获得如此高比容量的关键因素之一。

然而，锂金属阳极的使用不可避免地引发严重的安全问题，因为锂的枝晶生长将刺穿隔板并引起短路火灾。此外，Li-O 2电池的半开放性质和氧化环境将引起更严重的寄生副反应，从而阻碍Li-O 2电池的发展。因此，弄清楚如何有效保护Li-O 2电池的锂金属阳极至关重要。

近日，一个研究小组从 科学院应用化学(CIAC)的长春工程学院通过张新波的带领下在CF的原位耦合发展的电解质调节策略3 SO 3疏水二氧化硅- 胶体粒子通过静电相互作用，以便防止锂枝晶生长和腐蚀。这些发现于8月28日在Matter上发表。

研究人员发现，这种策略可以通过静电相互作用将阴离子与纳米二氧化硅偶联，从而避免在锂沉积过程中形成强电场。

疏水性二氧化硅胶体电解质(HSCE)具有10wt%的低扩散系数以及二氧化硅的疏水性，导致970倍的防腐效果，因此大大减少了Li-O 2电池中的锂腐蚀。此外，通过使用10wt%的HSCE，在这些电池中获得稳定且长寿命的电化学性能。

“我们相信这种全面有效的保护策略可以激发电解质调节方法的更多灵感，从而实现更好的电化学性能，”张说。

该研究还提供了一种有效的电解质调节策略，以解决碱性O 2电池和碱性空气电池中的枝晶和腐蚀问题。这些电池在实际应用中具有良好的电化学性能，并有助于释放碱金属阳极的巨大潜力。