Li-SPAN電池具有顯著的能量密度和高庫侖效率，是一種前景廣闊的儲能系統。然而，陰極電化學動力學的固有遲緩性和鋰陽極的不穩定性阻礙了其循環壽命。
近日，南京林業大學付宇教授、蔡晨陽博士提出了一種針對SPAN陰極和鋰金屬陽極的雙表面工程新策略，從而獲得具有優異電化學性能的集成設計Li-SPAN電池。具體而言，采用冰模板法構建的SPAN陰極垂直排列結構顯著改善了電極內的鋰離子擴散，此外，陰極與集成凝膠聚合物電解質的整合增強了SPAN陰極的循環穩定性。另外，在鋰金屬陽極上原位構建MOF-on-COF(C-on-L)人工固體電解質界面（SEI）層對于提高鋰陽極的穩定性和有效抑制鋰枝晶的生長起著至關重要的作用。研究顯示，通過篩分效應，C-on-L@Li電極的鋰離子傳輸數達到了0.86，這種效應促進了鋰通量的均勻沉積，并延遲了枝晶的成核。因此，最終的Li-SPAN電池性能卓越，在1000次循環后仍能保持891.5 mAh g-1的高容量，而且容量衰減率極低，每次循環僅為 0.037%。這些結果展示了Li-SPAN電池的巨大實用潛力，并強調了集成結構設計對實現長循環壽命電池的重要意義。
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