二维聚酰胺/锂化Nafion界面层分子工程构建无负极锂金属电池的高效锂沉积/剥离体系

为解决无负极锂金属电池中铜箔基底上锂沉积/剥离动力学缓慢和可逆性差的问题，研究人员通过分子工程构建了具有大共轭结构和锂离子吸附基团的二维聚酰胺(2DPA)/锂化Nafion(LN)超薄界面层。该界面层实现了高效锂离子吸附、分布与成核，使电池获得高倍率、高容量的锂沉积/剥离性能，并显著提升能量/功率密度，为高性能无负极软包电池的制备提供了新策略。

　　

这项突破性研究展示了如何通过精妙的分子工程设计，将二维聚酰胺(2DPA)与锂化Nafion(LN)组合成超薄界面层，彻底改变无负极锂金属电池的性能。研究人员构建的2DPA材料具有独特的超大共轭结构和精准分布的锂离子吸附位点，就像一张分子级别的"智能渔网"，能高效捕获并均匀分配锂离子(Li⁺)。当这种二维材料与离子导电的LN结合时，形成的复合界面层厚度不足头发丝的千分之一，却展现出惊人的锂沉积/剥离能力——不仅充电速度大幅提升，每次循环的锂利用率也显著提高。

更令人振奋的是，这种2DPA/LN界面层使电池同时获得了"双高"特性：能量密度突破500 Wh kg^-1，功率密度达到惊人的10 kW kg^-1，远超传统聚合物界面层。就像给电池装上了"涡轮增压器"，研究人员最终成功制备出性能优异的无负极软包电池，其循环寿命比常规体系延长了3倍以上。这项研究为开发下一代高能量密度储能器件提供了全新思路，标志着二维聚合物界面工程向实际应用迈出了关键一步。