Lithium-metaalanode biedt een veelbelovende manier om de energiedichtheid van lithium-ionbatterijen te upgraden vanwege zijn hoge specifieke capaciteit (3800 mAh g-1) en lage spanning (-3,04 V vs. Li/Li+). Maar de veiligheidsproblemen veroorzaakt door dendrietgroei en instabiliteit in de lucht veroorzaakt door de hoge chemische activiteit beperken het grootschalige gebruik ervan als elektrodemateriaal. Lithiummetaal is zeer gevoelig voor vocht en oxidatieve componenten in de lucht, wat leidt tot de vorming van isolerende producten zoals lithiumhydroxiden op het oppervlak en de resulterende verslechtering van de elektrochemische prestaties. Bovendien, wanneer lithium in contact komt met water, verbranding en explosie kunnen optreden als gevolg van de productie van waterstof en warmte. De gevoeligheid van lithiummetaal stelt daarom hoge eisen aan het transport, opslag en proces van lithiummetaalanode. Het is daarom zeer wenselijk om een ​​luchtstabiele en waterdichte lithiummetaalanode te ontwikkelen voor mogelijk gebruik in de toekomst.

Op het gebied van elektronica, verpakkingstechnologieën beschermen elektronische componenten tegen fysieke schade en corrosie in vochtige lucht en water met een coating, die een ontwerpimpuls geeft voor de bescherming van lithiummetaal. Onlangs, een onderzoeksteam onder leiding van prof. Quan-Hong Yang van de Tianjin University en prof. Wei Lv van de Tsinghua University ontwikkelde een wax-PEO-coating voor lithiummetaaloppervlakken met behulp van een eenvoudige dompelcoatingmethode om een ​​luchtstabiele en waterdichte lithiummetaalanode te realiseren. Was als een veelgebruikt inert afdichtingsmateriaal wordt gemakkelijk gecoat op het oppervlak van lithiummetaal. Deze composietcoating op wasbasis voorkomt nadelige reacties van lithiummetaal in lucht en water. Bij batterijen, de coating vertraagt ​​het etsen van elektrolyt op het oppervlak van lithiummetaalanoden, terwijl de homogeen verdeelde PEO uniforme lithiumionengeleiding aan het grensvlak garandeert en de groei van lithiumdendrieten remt.

Onder de bescherming van wax-PEO coating, lithiumoppervlakken blijven 24 uur onveranderd in lucht met een hoge relatieve vochtigheid van 70%, en een hoog capaciteitsbehoud van 85% wordt bereikt. Zelfs als u lithium onmiddellijk met water in contact brengt, er vond geen verbranding of capaciteitsverlies plaats. De gecoate lithiummetaalanode blijft tot 500 uur stabiel in symmetrische cellen, en lithiumzwavelbatterijen geassembleerd met de gecoate lithiummetaalanode vertonen een lage capaciteitsvervalsnelheid van 0,075% per cyclus gedurende 300 cycli. Dit werk demonstreert een efficiënte verpakkingstechnologie voor luchtstabiele en waterdichte lithiummetaalanoden. Het is ook gemakkelijk schaalbaar en toepasbaar op andere gevoelige elektrodematerialen.