近日，我國科學技術大學化學和材料學院姚宏斌課題組和合作者，在金屬鹵化物鈣鈦礦導鋰層的構建和應用研究中取得重要進展。研究人員利用氯基金屬鹵化物鈣鈦礦寬帶隙、成膜性好、制備簡單等優(yōu)勢，開發(fā)出基于金屬鹵化物鈣鈦礦的梯度導鋰層，實現(xiàn)了金屬鋰負極和電解液的隔離，大幅度提升了鋰金屬電池的循環(huán)穩(wěn)定性。該成果近日發(fā)表在《自然通訊》上。

研究人員發(fā)現(xiàn)，利用旋涂法制備的金屬氯基鈣鈦礦具有容納和傳輸鋰離子的特性。研究人員發(fā)展了方便的固相轉印方法，將旋涂法制備的高質量氯基鈣鈦礦薄膜原位轉移到鋰箔表面，形成具有梯度結構的導鋰層。該金屬鹵化物鈣鈦礦導鋰層可以改善電解液和鋰金屬的界面問題，實現(xiàn)致密的鋰金屬沉積和脫出，防止了鋰枝晶生長和鋰金屬電極的粉化。鋰金屬全電池電化學循環(huán)測試表明，在金屬鹵化物鈣鈦礦導鋰層的保護下，鋰電池的穩(wěn)定性顯著提升。

該工作是金屬鹵化物鈣鈦礦材料在鋰金屬負極界面導鋰層應用的首次嘗試，并且給出了該材料高鋰離子傳導性能的有力證據(jù)。審稿人認為，此工作是首次報道使用金屬鹵化物鈣鈦礦作為鋰金屬負極的保護層。金屬鹵化物豐富的結構和穩(wěn)定的框架，將為新型固態(tài)電解質設計和高性能鋰金屬電池構筑供應更多的可行性思路。

相關論文信息：doi.org/10.1038/s41467-020-15643-9