在高电流密度下，由于锂的成核和生长不均匀，导致锂枝晶生长不良，严重阻碍了高倍率全固态锂电池（ASSLBs）的发展。

近日，加拿大西安大略大学孙学良教授，多伦多大学Chandra Veer Singh报道了工作中的ASSLBs中Li预成核剂（MoS₂）的相演化，该相形成了高活性成核剂（Mo），其中Mo促进了快速的Li成核和抑制Li枝晶。

文章要点

1）在镀锂过程中，Li与Mo有很强的亲和力，导致Li在比表面积较大的Mo表面快速成核选择性沉积，从而降低了局部电流密度。此外，Li原子在Mo(110)表面的快速扩散促进了Li的均匀沉积，从而抑制了Li枝晶的生长。

2）得益于局域电流密度的降低和抑制Li枝晶生长的改善，具有MoS₂预成核剂中的Li-Li对称电池具有优异的电化学性能，1 mA cm^-2/1 mAh cm^-2的循环寿命高达1000 h，0.5 mA cm^-2/2mAh cm^-2的循环寿命高达780 h。此外，开发的Li-LFP ASSLBs在1 mA cm^-2的高电流密度下显示出78%的高容量保持率和3,000次超长循环寿命。

该研究结果有望用于其他金属硫化物预成核剂。

Xiaofei Yang, et al, Phase Evolution of a Prenucleator for Fast Li Nucleation  in All-Solid-State Lithium Batteries, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001191

https://doi.org/10.1002/aenm.202001191