尽管,可逆锂(Li)电镀/剥离对于构建基于锂金属化学的实用化高能量密度电池至关重要。然而,这仍然是一个严峻的挑战。
近日,北京理工大学黄佳琦报道了在高度相容的低极性溶剂2-甲基四氢呋喃中,通过合理调节Li+−阴离子配位结构,在相当苛刻的条件下,由成核调制过程辅助的镀锂/剥离提供了非常高的平均库仑效率(在1.0 mA cm−2、3.0 mAh cm−2和3.0 mA cm−2、3.0 mAh cm−2下,分别为99.7%和99.5%)。
文章要点
1)研究发现,极可逆循环基本上与在定制条件下的扁平化的Li沉积和最小化的固体电解质界面的产生/重构相关,这显著地抑制了连续循环中的死锂(每循环周期0.0120 mAh)和SEI-Li+(每循环周期0.0191 mAh)的生长速率。
2)得益于高效的Li电镀/剥离,组装的无负极Cu|LiFePO4(2.7mAh cm−2)纽扣电池和软包电池在150次循环后的容量保持率分别为43.8%和41.6%,尽管没有对测试条件进行优化,但仍表现出令人印象深刻的容量保持率。
这项工作为高效工作锂负极的定向界面设计提供了指导,旨在为高能量密度锂金属电池的实际应用铺平道路。
参考文献
Rui Xu, et al, Designing and Demystifying the Lithium Metal Interface toward Highly Reversible Batteries, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202105962
https://doi.org/10.1002/adma.202105962