锂金属电极由于熔点低(180.5 °C)和反应性高,在常规电池配置下不能承受高温(超过200 °C),这限制了其在高温锂金属电池储能方面的应用,并给常规常温锂金属电池带来了安全隐患。
有鉴于此,华中科技大学孙永明教授,阿贡国家实验室陆俊教授报道了一种由金属Li填充的三维Li5B4纤维骨架构成的Li5B4/Li复合材料,在325 °C 下,Ar气氛中可保持其初始结构而不会泄漏液态Li。
文章要点
1)Li4B5纤维骨架的多孔结构所产生的毛细作用力,加上其亲锂表面,限制了液态金属Li的泄漏,使Li5B4/Li复合材料具有良好的耐热性。因此,可以容易地用于可再充电的高温锂金属电池。
2)Li5B4/Li电极与石榴石型陶瓷电解质(Li6.5La3Zr0.5Ta1.5O12) (LLZTO)耦合制成对称电池Li5B4/Li||Li5B4/Li,采用规则的夹心型电池结构,在6 mV,200 °C下表现出稳定的镀锂/剥离行为。
这项工作为实现稳定的高温锂金属电池锂负极提供了新的思路,电池结构简单,安全性高,不同于传统的熔盐锂金属电池采用纯的金属锂负极。
Lin Fu, et al, A Lithium Metal Anode Surviving Battery Cycling Above 200 °C, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202000952
https://doi.org/10.1002/adma.202000952