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超薄LON界面层的制备:
通过一步气-固加热反应,在Li金属箔上制备了LON界面层。该层具有低电子导电性,能够抑制DMF和Li负极之间的电子转移。
LON层厚度仅约30 nm,不会显著增加界面阻抗,有助于Li离子从[Li(DMF)x]+离子中解离,提高界面相容性。
电化学性能:
Li@LON对称电池在0.2 mA cm^-2、0.2 mAh cm^-2和25°C下循环寿命超过2100小时,显著优于裸锂对称电池的806小时。
Li@LON//NCM811电池在0.5 C和25°C下循环超过3000次,容量保持率为82.9%,而Li//NCM811电池在880次循环后容量保持率仅为40.5%。
界面稳定性:
LON界面层促进Li离子从[Li(DMF)x]+中解离,降低了Li镀层/剥离过程中的过电位和界面阻抗。
SEM观察显示,循环后的Li@LON表面更加均匀,相较于裸锂表面,形成的SEI层更稳定,副反应更少。
保护机制:
DFT计算和原位拉曼光谱证明,LON层有助于Li离子从DMF解离,促进Li镀层过程。
ToF-SIMS和XPS分析显示,LON层在表面富集LiOH和少量LiNH2,有效阻止了不利的LiH物种的形成。