金属锂电池负极界面氮化硼修饰膜的研究

金属锂负极由于具有超高的比容量(3 860 mA·h/g)与超低的还原电位(-3.04 V)，其应用能够大幅提升现有锂离子电池的能量密度。然而，金属锂与电解液持续不断的副反应可导致电池的严重极化、非活性锂的增加及电池容量的迅速衰减。为了提升金属锂电池的循环性能，采用氮化硼薄膜作为金属锂表面的人工固体电解质膜(SEI膜)抑制其与电解液之间的副反应，以实现金属锂电池的长循环。采用简单易操作的喷涂沉积法，可将氮化硼薄膜均匀地沉积于金属锂表面，并通过电化学阻抗谱探索了最佳沉积次数。氮化硼SEI膜具有离子导通且电子绝缘的特性，成功地抑制了界面副反应与电池的极化增加。相比未经修饰的金属锂，经氮化硼修饰后，电池负极单位面积阻抗由4.6Ω/cm²降低至1.2Ω/cm²。所组装的锰酸锂/金属锂电池首圈库伦效率由89.2%提升至96.6%;1C条件下循环300次后，容量保持率由86.3%提升至94.6%。