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?近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院陶新永教授團(tuán)隊(duì)通過微觀認(rèn)知金屬鋰晶體的生長機(jī)制，解決了高比能金屬鋰二次電池中鋰枝晶不可控生長的難題，相關(guān)成果連續(xù)發(fā)表于Science子刊《Science Advances》和Nature子刊《Nature Communications》。

? ? 陶新永教授與新加坡南洋理工大學(xué)樓雄文教授（共同通訊作者）聯(lián)合我校張文魁教授、浙江大學(xué)田鶴教授提出了用于改善金屬鋰負(fù)極穩(wěn)定性的NaMg(Mn)F3亞微米立方體，并在其表面包覆碳作為電池系統(tǒng)中的“緩釋膠囊”，可以將功能性的金屬離子和氟離子長效緩慢釋放到電解液中。冷凍透射電鏡技術(shù)證實(shí)，金屬離子原位形成的金屬層可以誘導(dǎo)鋰的均勻形核，氟離子則可以增強(qiáng)固態(tài)電解質(zhì)界面膜的穩(wěn)定性。經(jīng)可溶金屬氟化物修飾的鋰負(fù)極在2 mA/cm2電流密度下，經(jīng)過1000次循環(huán)庫倫效率仍然保持在98%以上，高于常規(guī)金屬鋰負(fù)極材料。(Sci.Adv.2020,6,eaaz3112)?

? ? 陶新永教授與我校校聘副教授劉育京博士（共同通訊作者）聯(lián)合我校張文魁教授、浙江大學(xué)田鶴教授、南京大學(xué)金鐘教授，受生物礦化作用的啟發(fā)，采用三氟乙醇處理的天然蛋膜（TESM）調(diào)控金屬鋰的結(jié)晶行為。冷凍透射電鏡的原子級(jí)成像顯示，TESM可以抑制鋰單晶沿枝晶生長取向，特別是<111>晶向的生長。TESM中親鋰蛋白組分可以參與固態(tài)電解質(zhì)界面膜的形成，從而提升鋰離子通量，減少高指數(shù)晶面的優(yōu)先生長，實(shí)現(xiàn)無枝晶的鋰沉積。形成了從仿生機(jī)制出發(fā)，以晶體學(xué)的微觀視角深入認(rèn)知并解決鋰沉積本質(zhì)問題的全新的研究思路。(Nat.Commun.2020,11,488)

? ? 兩篇論文的第一通訊單位均為浙江工業(yè)大學(xué)，第一作者分別是我校博士生袁華棟及博士生居治金。

論文鏈接：

https://advances.sciencemag.org/content/6/10/eaaz3112

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14358-1

資料鏈接：

? ? 陶新永，浙江工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院副院長，教授，博導(dǎo)，獲國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目資助（2017年），主要研究方向包括碳基功能材料制備及儲(chǔ)能性能，先進(jìn)二次電池及新能源材料等，共發(fā)表SCI收錄論文130余篇，以第一或通訊作者在Nat. Commun.、Sci. Adv.、ACS Nano、Nano Lett.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Energy Mater.等IF>10學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表30余篇論文，SCI引用近1萬次，入選ESI高被引論文12 篇，H因子51，獲授權(quán)發(fā)明專利36項(xiàng)，合作編寫英文章節(jié)2章。?

碳包覆金屬氟化物膠囊構(gòu)建穩(wěn)定金屬鋰負(fù)極的示意圖和冷凍透射電鏡解析

生物大分子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控鋰結(jié)晶行為的示意圖和冷凍透射電鏡解析

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