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Li-SPAN電池是一種很有前途的儲能系統，可提供卓越的能量密度和高庫侖效率。然而，正極固有的緩慢動力學和鋰負極的不穩定性阻礙了它們的循環壽命。

在此，南京林業大學蔡晨陽副教授、付宇教授等人提出了一種正極和電解質集成界面的新穎設計，該設計顯著提高循環穩定性。該人工固體電解質界面（ASEI）可同時穩定鋰負極并提高界面相容性，從而實現一體化電池系統。使用定向模板實現垂直排列的正極結構進而實現高效的鋰離子擴散并增強電化學動力學。制備的 Li-SPAN 電池，在 1000 次循環后表現出每次循環 0.037% 的低容量衰減率和卓越的倍率性能。

圖1. 作用機制示意圖

總之，該工作提出了一種針對SPAN正極和鋰金屬負極的雙表面工程策略，從而制備了具有優異電化學性能的集成Li-SPAN電池。使用模板法構建的SPAN正極的垂直排列結構顯著改善了電極內的鋰離子擴散。此外，正極與PCA凝膠電解質的集成增強了SPAN正極的循環穩定性。最終的Li-SPAN電池表現出卓越的性能，保持了891.5 mAh g^-1的高容量。

經過1000次循環后，每個周期的容量衰減率僅為0.037%。這些結果展示了Li-SPAN電池的實用潛力，并突出了集成結構設計對實現長循環壽命電池的重要性。總體而言，這項工作為高性能Li-SPAN電池的開發提供了寶貴的見解，并強調了集成設計策略在推進儲能系統領域的重要性。

圖2. 電池性能

Integrated Configuration Design Strategy Via Cathode-Gel Electrolyte With Forged Solid Electrolyte Interface Toward Advanced Lithium-Sulfurized Polyacrylonitrile Batteries Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202306484

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蔡晨陽/付宇AFM：集成正極-凝膠電解質界面實現先進的鋰硫化聚丙烯腈電池

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