氮化鋰是一種備受關注的正極預鋰化添加劑, 可用于彌補在首次充電過程中發生在負極側的不可逆鋰損失, 從而提高儲能器件的比能量。但是, 在電極制造過程中, 氮化鋰與N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)、乙腈(CAN)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)等常用溶劑會發生副反應, 使含氮化鋰電極的規模制備較為困難, 限制了其推廣應用。近期一項工作發現使用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為勻漿溶劑可以制備出穩定的含有氮化鋰的漿料, 并通過勻漿涂布工藝制備出含氮化鋰的電極, 從而解決該問題。該電極可以實現對鋰離子超級電容器負極的預鋰化, 大幅提高了器件的比能量, 并保持了出色的倍率性能和循環穩定性, 在1萬次充放電循環后的能量保持率90％。該技術有望在其他以低首效材料(硬炭、硅等)為負極的電池體系中獲得應用。
研究相關的論文題為：“DMF stabilized Li3N slurry for manufacturing self-prelithiatable lithium-ion capacitor”, 近期在線發表于Science Bulletin, 由中國科學院大連化學物理研究所張洪章研究員和李先鋒研究員分別擔任通訊作者撰寫。研究者研究了常用極性溶劑, 發現α-H的存在是影響溶劑在氮化鋰表面不穩定的主要因素。
該項研究得到了國家自然科學基金項目((51673199, 51677176)、中科院青年促進會(2015148)、大連清潔能源國家實驗室(DNL180307), 中國科學院大連化學物理研究所創新基金(ZZBS201615和ZZBS201708)和大連科技之星計劃(2016RQ026)資助。