Nano Energy:亲锂锚点实现内源共生的Li3N界面用于均匀稳定的锂电沉积
Nanoyu Nanoyu 2021-12-15


不可控的枝晶生长和无限的体积膨胀带来的安全隐患和短的应用周期阻碍了锂金属负极的广泛应用。为了解决这些问题,规范锂的成核和电沉积行为至关重要。

基于此,武汉工程大学Faquan Yu,Weimin Chen,中国科学院重庆绿色智能技术研究院Liang Wang报道了将四氨基酞菁(TAPC)作为亲锂锚点修饰三维(3D)多孔导电碳纤维布(TAPC@CF)上,作为一种高稳定、高润湿性的锂支架材料。

文章要点

1这种亲锂的TAPC@CF结构作为锂支架具有多种优点。首先,TAPC具有共轭多电子结构,因此对Li具有极强的亲和力,可以引导熔融的Li自动快速地进入整个骨架。此外,熔融的Li与TAPC反应,在原位形成了良好的Li+导体和Li3N的电子绝缘界面,提供了Li+的快速迁移,提高了循环效率。其次,稳定的TAPC@CF基质可以降低超高倍率镀锂/剥离过程中的局部电流密度,消除Li枝晶的形成。第三,3D多孔导电碳骨架在Li成核过程中实现了快速的电子转移,并为容纳Li提供了充足的空间,从而缓解了体积应变。

2得益于上述优点,所制得的TAPC@CF-Li电极具有5000 h的长期循环稳定性、较小的电压滞后和200次循环的高平均库仑效率(>98.8%)。基于TAPC@CF-Li电极与商用LiFePO4正极(15.0 mg cm-2)组装的电池表现出良好的循环稳定性,突出了TAPC@CF作为稳定的Li金属基质的多尺度设计在实际应用中的巨大潜力。

 

参考文献

Zhigao Chen, Weimin Chen, Hongxia Wang, Cheng Zhang, Xiaoqun Qi,  Long Qie, Fengshou Wu, Liang Wang and Faquan Yu,

Lithiophilic Anchor Points Enabling Endogenous Symbiotic Li3N  Interface for Homogeneous and Stable Lithium Electrodeposition, Nano  Energy, (2021)

DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106836

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106836


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