电纺PVDF-HFP/MXene膜用于抑制枝晶生长，从而提升锂金属电池的安全性

《ACS Applied Engineering Materials》：Electrospun PVDF-HFP/MXene Membrane to Suppress Dendrite Growth for Safer Lithium Metal Batteries

锂枝晶抑制与高离子电导率聚烯烃复合隔膜开发。采用电纺法制备PVDF-HFP/MXene纳米纤维膜，表征显示其具有高孔隙率（480%电解液吸附率）和优异离子电导率（2.02 mS cm?1）。在1.5 mA cm?2高电流密度对称电池中循环350小时保持稳定，锂沉积均匀性SEM分析证实枝晶抑制效果显著。完整LiFePO?/Li电池测试表明其具有300次循环稳定性及优异倍率性能。

　　

锂离子电池（LBs）中阳极上锂枝晶的无控制生长以及现有聚烯烃隔膜的不足热稳定性，降低了电池的电化学性能和安全性。本研究制备了静电纺制的PVDF-HFP/MXene纳米纤维膜，并对其进行了全面表征，重点研究了其形状、结晶度、孔隙率、电解质吸收能力和电化学特性。该膜在饱和液态电解质环境中（1 M LiPF6溶于EC/DMC，体积比1:1）表现出优异的性能：其多孔结构和表面化学性质使得电解质亲和力显著提高（480%），离子导电率达到2.02 mS cm^–1。在对称的Li/Li电池中，PVDF-HFP/MXene隔膜在1.5 mA cm^–2的高电流密度下可稳定循环350小时，且极化现象明显减弱；后续的扫描电子显微镜（SEM）表面和截面分析显示锂沉积更加均匀，锂枝晶生长受到抑制。在完整的LiFePO₄/Li电池体系中，该隔膜经过300次循环后仍保持出色的循环稳定性及优异的倍率性能。这些研究结果证明了PVDF-HFP/MXene膜作为锂离子电池安全、高性能隔膜的潜力。