Nano Letters:自蔓延实现锂金属电池复合负极的高锂利用率

纳米技术 三维复合锂金属技术
纳米疯    2020-12-31    1150

  采用熔渗策略构建三维结构复合锂金属负极是解决锂枝晶生长和体积变化严重问题的有效策略。然而,3D锂负极的实际应用还面临着不可控的锂负载、内部结构致密、锂利用率低等诸多挑战。

  近日,北京科技大学范丽珍教授,清华大学南策文院士,防化研究院Hao Zhang报道了一种利用化学反应和多孔金属网上的毛细效应协同作用来制备具有高锂利用率、可控低锂金属负载量和网格结构的柔性三维复合锂金属负极的自蔓延方法。

  文章要点

  1)研究发现,在接近商业要求的8。0 mAh cm?2负载下,锂只存在于表面,没有填充内部空间。因此,所获得的三维锂金属复合负极不仅可以促进Li+的均匀分布,稳定地剥离/沉积Li,而且可以适应无枝晶生长的体积变化。

  2)实验结果显示,在1。0 mAh cm?2和1。0 mAh cm?2下,Cu/Li||Cu/Li对称电池在1600 h内表现出较低的过电位和稳定的镀锂/脱嵌可逆过程。即使在75%的极高利用率(6。0 mAh cm?2)下,也能稳定运行600 h以上,远高于报道的熔融法制备的三维锂负极。同时,采用三维复合锂金属负极的液态和固态全电池也具有更优异的循环稳定性。

  该研究工作所提出的制备3D复合负极的策略可以促进锂金属电池的实际应用。
图片.png  参考文献

  Shaobo Huang, et al, Self-Propagating Enabling High Lithium Metal Utilization Ratio Composite Anodes for Lithium Metal Batteries, Nano Lett。, 2020

  DOI: 10。1021/acs。nanolett。0c04546

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