成果简介

实现实用锂空气电池的关键挑战之一是锂金属负极的耐湿性差。本文苏州大学YongMa等研究人员在《Adv.Sci》期刊发表名为“Wax-TransferredHydrophobicCVDGrapheneEnablesWater-ResistantandDendrite-FreeLithiumAnodetowardLongCycleLi–AirBattery”的论文，研究在理论模型的指导下，通过实施蜡辅助转移来实现防水锂负极的有效策略，用惰性的高质量化学气相沉积(CVD)石墨烯层钝化锂表面。这种导电且机械坚固的石墨烯涂层能够作为人造固体/电解质中间相(SEI)，引导均匀的锂电镀/剥离，抑制枝晶和“死”锂的形成，以及钝化锂表面免受水分侵蚀和副反应。

因此，采用钝化锂负极制造的锂空气电池在长达小时（mAhg-1,mAg-1下的次循环）表现出优异的循环性能。更引人注目的是，此后回收的阳极可以与新的阴极重新耦合，连续运行小时。进一步进行了全面的延时和非原位显微镜和光谱研究，以阐明非凡的空气和电化学稳定性背后的基本原理。

图文导读

图1、a,b)分别模拟纯锂和石墨烯包覆的锂(gLi)上的Li+通量和分布。c)石墨烯保护层防止枝晶形成和水分侵蚀的示意图。

图2、gLi负极的制备和表征

图3、gLi-与纯锂的空气和电化学稳定性

图4、gLi-

Cu半电池的特性和表征。

图5、对称电池的电化学特性

图6、长循环和湿气稳定的锂空气电池的演示

小结

锂负极受到CVD石墨烯层的保护，具有防水性。同时在免除锂水接触的问题，制成的锂空气电池甚至可以浸入水中，并且仍然可以在使用预灌注空气的情况下很快运行。通过构建导电和惰性石墨烯层来引导均匀的锂电镀/剥离，抑制枝晶和“死”锂的形成，并使锂表面免受水分侵蚀和副反应的影响，该工作为保护锂空气电池中的锂阳极提供了一个实用的解决方案，使其具有优异的电化学性能。

文献：

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