可充电锂金属负极(LMA)的研制是改进电池技术的重要里程碑。阻碍LMA应用的实际问题是在电镀和剥离过程中形成锂枝晶和“死锂”,这可能导致短路、热失控和低库仑效率CE)等问题。
近日,美国莱斯大学James M. Tour报道了使用从商用胶带衍生的激光诱导氧化硅(Li-SiOx)层来提高锂金属电池(LMBs)的可逆性。
文章要点
1)胶带的有机硅基粘合剂通过商用红外激光器转化为均匀的多孔SiOx层,直接沉积在集流体上。与裸电极相比,该涂层通过抑制锂枝晶和“死锂“的形成,并表现出99.3%的较高平均CE(在2.0 mA cm-2下为2.0 mAh cm-2),从而实现了卓越的电池性能。
2)研究人员深入研究了沉积的锂厚度和形态,揭示了锂在涂层电极上沉积的不同机理。而激光镀膜则提供了一种快速,避免使用有毒有机溶剂和延长干燥时间的方法。
3)研究人员证明了SiOx涂层可有效改善无负极LMB,其中100%的性能得到了有效验证。
Weiyin Chen, et al, Laser-Induced Silicon Oxide for Anode-Free Lithium Metal Batteries, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202002850
https://doi.org/10.1002/adma.202002850.