锂的不均匀沉积导致了枝晶和低的库仑效率,严重阻碍了锂金属的实际应用。
近日,南京大学张会刚教授,李爱东教授,阿贡国家实验室陆俊研究员,Khalil Amine报道了提出了一种在锂金属骨极上涂覆多环芳烃的原位形成策略。
文章要点
1)通过在电解液中加入蒽酮紫-79(VO79),锂金属可以还原VO79,断裂烷基链,得到DHV保护的锂金属负极。得到的DHV分子和无机物杂化多层膜可以作为人工SEI,提供机械支撑,抑制锂金属形成枝晶。
2)这种人工SEI极大地改善了锂金属负极的CEs和循环性能。基于DHV保护的锂金属的对称电池可以在4 mA cm−2和4 mAh cm−2下循环1000 h,表现出优异的循环性能,累积容量高达2000 mAh cm−2。进一步,以DHV保护的锂金属为负极,LiFePO4为正极,在低N/P比为2的条件下,面容量为2.8 mAh cm−2的全电池可循环300次,循环衰减率为0.03%,CEs为99.8%。
3)优异的电化学性能归功于Li与VO79反应产生的原位SEI效应。此外,这种原位策略适合锂离子电池行业当前的技术,为解决锂枝晶和其他金属负极问题提供了一条有效途径。
参考文献
Shaozhong Chang, et al, In Situ Formation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons as an Artificial Hybrid Layer for Lithium Metal Anodes, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03624
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03624