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摘要
将聚苯乙烯磺酸(PSS)进行锂化处理后,涂覆在锂箔表面,在锂金属表面构筑一层均匀的聚苯乙烯磺酸锂(PSSLi)界面保护层,形成PSSLi@Li复合电极.通过红外光谱(FTIR)、电化学阻抗谱(EIS)、电池性能分析和有限元多物理场仿真模拟等方法,对该复合电极进行了结构和性能研究.结果表明,PSSLi界面保护层能有效地避免电解液与锂金属的直接接触,抑制了“死锂”和锂枝晶的生成.聚苯乙烯磺酸锂具有整齐排布的磺酸基团,为锂离子提供了稳定的传输通道,能够均匀化锂离子的迁移速率,调节锂离子在电极表面的浓度分布,并实现均匀的锂金属沉积/剥离.电化学实验数据表明,将该PSSLi界面层涂覆在铜箔表面进行库仑效率测试，循环350次实验后仍然能够保持在99.5%以上;利用PSSLi@Li复合电极组装形成的对称电池,在1 mA/cm2的电流密度、1 mA·h/cm2的面积容量下,能够稳定循环1200 h以上;PSSLi@Li与磷酸铁锂正极材料组装的全电池，在1C倍率下循环500次后，仍具有115 mA·h/g的容量,容量保持率可达81%以上;在8C的高倍率下,该电池的容量可达到105 mA·h/g.
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