自1991年首次商业化以来，锂离子电池(LIB)已经发展了几十年。然而，最先进的石墨阳极锂离子电池由于嵌入限制，已经接近它们的理论能量密度，不能满足日益增长的高能量密度电池的需求。近年来，直接用作负极的金属锂(Li)以其最高的理论容量(3860mAh g−1)、低密度(0.59g cm−3)和最低的容量再次引起了人们的关注。锂电镀/剥离行为的调控被认为是下一代安全、高能量密度锂金属电池的关键。具有最大颗粒尺寸和最小组织曲折度的锂沉积可以显著提高镀锂/剥离效率。来自中南大学的学者通过硫醇-铜反应在铜集电体表面构建了一层具有纳米孔的有机硅烷自组装膜。与乙醚电解液中颗粒尺寸小、比表面积高的典型堆积颗粒形貌不同，由于亲锂Si-O-Si膜的低表面能，可以在改性的Cu集电器上沉积面团状的横向生长的锂。平面和致密的锂沉积有助于在高负载LiFePO4正极的全电池中稳定地实现高达500次循环。由于疏水性有机硅烷的抗腐蚀性，甚至可以在含有Cl离子的严酷溶液中实现防腐。腐蚀300min后仍保持较高的库仑效率(97.12%)。此外，由于有机硅烷涂层对高氧化还原电位铜的钝化，电偶腐蚀引起的不可逆容量损失被显著地抑制了，这是一个被忽视但又至关重要的方面。相关文章以“Anticorrosive Copper Current Collector Passivated by Self-Assembled Porous Membrane for Highly Stable Lithium Metal Batteries”标题发表在Advanced Functional Materials。论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202104930
图3.在a)0.5 mA cm−2，循环容量为1.0mAh cm−2和b)1.5 mA cm−2，循环容量为1.0mAh cm−2下，带有不同集流器(裸Cu或MPTS-Cu)的半电池的CE。c)裸Cu和d)MPTS-Cu在0.5 mA cm−2下的电镀/剥离电压-电容特性曲线. e) 不同电极对称电池的电压-时间特性。f)Li@MPTS-Cu||LFP或Li@Bare Cu||LFP电池在0.5 C下的循环性能。