复旦大学余学斌课题组了解到出氢化锂的锂离子传输机制

固态电解质图标（SEI）是影响铍金属在在铍离子充电电池中沉积剥离行为的决定性部分。近期大量研究成果表明，氢化铍（LiH）是铍灯丝SEI的主要物质。然而，LiH具有塑性高和导电性差的特点，因此，连续生成的LiH被普遍认为是破坏铍金属在负极循环比较稳定性的主要原因。近日，复旦大学化学工程系余学斌团队首次发现并揭示了LiH的铍离子传输机制，并证明LiH在更高铍金属在负极循环比较稳定性的重要作用。相关成果于1月底21日以“Identifying the Positive Role of Lithium Hydride in Stabilizing Li Metal Anodes”为题登载在《科学方面》（Science Advances, 2022, 8, eabl8245）。

上图1. (a-c) MgH2@G的样貌系统性，(d) LiMg-LiH@G的提纯过程示意上图。

研究成果团队基于多年来在金属在氢化物储氢科技领域的研究成果基础，首先可支配备出碳固态管支撑的氢化镁(MgH2)固态基质，通过对铍金属在和MgH2@G (上图1a-c)进行混合螺杆压到以及加热质子化处理方式 (上图1d)，将碳固态管支撑的氢化铍 (LiH)固态基质平滑高度集中在LiMg硫化物合金中 (LiMg-LiH@G)。计算出来和实验相比较，Li在LiH表面会的传播能垒相比低于LiMg/LiMg图标，有效地付诸铍离子的慢速传输 (上图2a-d)。此外，借助于氢原子的低电负性，LiH/LiMg图标会产生大量的可用电场，可进一步促进Li从LiH表面会到LiMg合金之下的慢速输运，从而付诸慢速且平滑比较稳定的铍沉积。相比于无LiH的对比样品 (LiMg-G)，LiMg-LiH@G的铍离子单位向量提升了近10倍 (上图2e-g)。

上图2. Li分别在Li3Mg7/Li3Mg7和LiH/Li3Mg7图标处的 (a, c)传播路径和 (b，d)传播能垒；(e) LiMg-LiH@G和LiMg-G的铍离子单位向量； (f, g) 基于LiMg-LiH@G的全充电电池性能。

余学斌课题组指导教授研究成果生张虹宇为该文章第一作者，夏广林青年副教授和余学斌教授为共同的通讯作者，该岗位得到各地区近期研发计划、各地区自然科学基金中青年基金、上端和近期基金等这两项的支持。

来源：复旦大学

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