对锂(Li)成核和生长机理的有限了解,阻碍了锂金属电池的实际应用。有鉴于此,亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心Yan Lu、Ingo Manke和中科院青岛生物能源与过程研究所Fu Sun等人利用聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB/SEM)和冷冻TEM对锂沉积物和SEI层进行了多尺度的形态和结构表征,揭示了Li沉积的形态和内部结构的演变。
本文要点:
1)在局部电荷密度较低的地方,锂沉积呈球状,而在锂离子和电子通量较高的地方,则出现锂晶须。锂晶须具有高度结晶性,是由非晶态和球状沉积演化而来。
2)此外,还发现球形锂和锂晶须上SEI层的纳米结构和成分不同,这些差异与锂沉积的形态演化有关。
这些结果提供了对锂沉积和SEI生长的电化学行为的基本理解,这对开发稳定的锂金属负极具有重要意义。
Kang Dong et al. Unravelling the Mechanism of Lithium Nucleation and Growth and the Interaction with the Solid Electrolyte Interface. ACS Energy Lett. 2021, 1719-1728.
DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00551.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c00551