同济大学联手「国家杰青」，新发Nature Materials！

研究概述

无负极锂金属电池提供了最大可能的能量密度，但在碳酸酯电解液中运行时，锂库仑效率较低。

基于此，同济大学马吉伟教授、柏林工业大学Peter Strasser教授以及华中科技大学的伽龙教授和黄云辉教授在国际顶级期刊Nature Materials发表题为《In situ p-block protective layer plating in carbonate-based electrolytes enables stable cell cycling in anode-free lithium batteries》的研究论文。

在论文中，作者报告了在碳酸酯电解液中使用p区辛酸锡添加剂对无负极锂金属电池性能的改进。研究人员发现，辛酸盐部分在铜基底上能够优先吸附，诱导构建了无碳酸盐保护层，从而抑制了副反应并有助于形成均匀的锂沉积。同时，初始充电过程中Sn2+的还原形成了Cu6Sn5合金和Sn组成的稳定亲锂层，提高了Li与Cu基体之间的亲和性。值得注意的是，含有辛酸锡添加剂的无负极锂金属软包电池表现出良好的循环稳定性，库仑效率高达约99.1%。

此外，这种原位p区层电镀策略也在其他类型的p区金属辛酸盐、钠金属电池系统中得到了验证，证明了其高度的通用性。

图文解读

图2：Sn(Oct)2添加剂对锂沉积/剥离的调控

图3：锂沉积/剥离行为及沉积锂的表征

文献信息

Shi, J., Koketsu, T., Zhu, Z. et al. In situ p-block protective layer plating in carbonate-based electrolytes enables stable cell cycling in anode-free lithium batteries. Nat. Mater. (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-024-01997-8