西安交通大学 杜显锋教授 AFM: 优化了无枝晶铝阳极和自活化石墨阴极的电极/电解质界面工程

可充电铝电池（RABs）因其惊人的理论容量、出色的安全性能和丰富的铝储量而备受关注，因此被定位为固定储能的潜在替代品和补充。然而，RAB仍存在一些问题，例如氯铝酸盐离子液体电解质（ILs）的腐蚀性导致阳极稳定性差以及阴极的润湿性不佳。为了解决这些问题，我们提出了电解质界面工程，将非离子表面活性剂（F127）作为离子液体电解质的界面优化剂，同时调节阳极-电解质和阴极-电解质界面。系统实验和理论分析验证了F127优先吸附在电极表面，形成致密均匀的吸附层。F127层能有效减轻IL对铝阳极的腐蚀，并调节电流密度以实现铝的均匀沉积。此外，F127还能增强正极与IL之间的润湿性，防止石墨结构坍塌，提高活性材料的利用率。使用F127修饰ILs（F127-0.5）组装的Al/FG全电池在循环1600 次后仍能保持 104.9 mAh g-1的比容量，高于ILs（69.0 mAh g-1）。这种电解质界面改性策略对于实现长寿命和高容量RAB具有重要的现实意义。

图文简介

电解质配方和界面保护

铝阳极的电化学可逆性和稳定性

通过F127优化实现均匀和自由枝晶铝沉积

镀铝离子液体在纯离子液体和F127优化离子液体中的成核和生长演化

Al//FG全电池的电化学性能

论文信息

通讯作者：Xianfeng Du