辽科大科研团队在低温锂金属电池界面调控方向取得新进展

近日，辽宁科技大学化学工程学院、辽宁省能源材料与电化学重点实验室安百钢教授团队在低温锂金属电池负极界面还原动力学调控方向实现关键突破，研究成果以Dynamic Integrated Interface for Synergistic Li⁺ Redox Diffusion in Low-Temperature Lithium Metal Batteries为题发表于国际材料领域顶级期刊Advanced Functional Materials（中科院一区TOP，影响因子19.9）。辽科大化工学院为论文第一通讯单位，第一作者为2021级博士研究生李洪洋，通讯作者为安百钢、孙呈郭。

锂金属负极凭借超高理论比容量（3860 mAh g^-1）和极低电化学电位（-3.04 V vs. SHE），是下一代高能量密度电池理想的负极材料。然而，实际应用中仍受限于连续的副反应及锂枝晶生长等问题。尤其在低温环境下，锂离子传输速率下降、脱溶剂化能垒升高和界面电荷转移动力学迟缓，进一步导致锂沉积不均匀、电极极化加剧和电池循环寿命快速衰减。为解决这一难题，安百钢、孙呈郭提出利用一种原位自还原策略，在锂金属负极表面构建了动态一体化Ag-Sn-Ag₃Sn（ASA）金属间化合物界面层，协同促进低温下锂离子还原与扩散过程，为改善锂金属电池低温电化学性能提供了新思路。

据了解，研究团队结合密度泛函理论（DFT），系统揭示了ASA界面层对锂离子还原－扩散动力学的协同强化机制：金属Ag具有较强的亲锂性，可提供丰富的成核位点；金属Sn作为界面电子重分布中心，促进界面电荷快速转移；金属间化合物Ag₃Sn具有较低的锂离子扩散能垒，显著加速锂离子迁移。该界面层能够有效调控低温下锂离子的还原－扩散动力学，为设计高能量密度低温锂金属电极界面开辟了新范式。该项研究工作得到了国家自然科学基金和辽宁省能源材料与电化学重点实验室的支持。（供稿单位：化工学院 图片来源：化工学院）

相关链接：https://doi.org/10.1002/adfm.77150

ASA界面层调控锂离子还原－扩散动力学的理论机制分析

NCM811∥ASA@Li电池的电化学性能