长期以来,锂金属电池一直受到枝晶生长及其衍生的死锂形成的影响。最近,人们提出了一种通过穿梭氧化还原介体来恢复锂离子的新方法。然而,当使用某些氧化还原介质时,往往会发生严重的自放电副反应。
基于此,华中科技大学黄云辉教授,Zhen Li提出了锂金属电池死锂恢复活性的氧化还原介质的选择原则。
文章要点
1)氧化还原介体的氧化还原电位应低于充电截止电压,以保证死锂的循环反应。同时,它还应高于正极材料的氧化还原电位,以避免自放电的循环反应。
2)研究人员以二茂铁(Fc)、10-甲基吩噻嗪(MPT)和硫杂菲(Th)三种氧化还原介质为例,阐明了选择原则。并与空白组在LiFePO4|Cu无负极锂金属电池中的死锂活化和自放电方面进行了比较。
3)根据选择原则预测,MPT是一种合适的氧化还原介体,可以有效地活化死锂,并在带电状态停止3天后保持高容量。此外,作为选择原则的延伸,2,2,6,6-四甲基哌啶氧基(TEMPO)也被证明是一种合适的氧化还原介体。
参考文献
Jie Chen, et al, Selection of Redox Mediators for Reactivating Dead Li in Lithium Metal Batteries, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202201800
https://doi.org/10.1002/aenm.202201800