​武理EnSM：通过氧化石墨烯界面稳定锂金属负极的成核种子

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​武理EnSM：通过氧化石墨烯界面稳定锂金属负极的成核种子
不均匀的锂沉积是一个难以解决的问题，它会导致不可控的锂枝晶的形成，进而引发锂金属电池的循环寿命和安全问题。构建亲锂位点被认为是修饰疏锂铜集流体的一种有效方法。然而，亲锂性位点是否稳定或在长期循环中能持续调节锂的沉积仍然是未知数。
​武理EnSM：通过氧化石墨烯界面稳定锂金属负极的成核种子
图1. 理论计算和作用示意
武汉理工大学木士春、何大平等构思了一种独特的”三明治”负极，其由均匀限制在GO和Cu箔之间的纳米级Zn金属组成。在这种独特的结构中，中间一层亲锂的锌纳米颗粒作为成核种子促进了锂的沉积，形成了锌锂合金，而界面上的GO层不仅为锂离子的快速传输提供了通道，而且与锌有很强的吸附性能，保证了成核种子在长期循环中的稳定性。
因此，与纯合金负极和石墨烯保护的非合金负极相比，GO保护的合金复合负极的过电位更小，循环更稳定。
​武理EnSM：通过氧化石墨烯界面稳定锂金属负极的成核种子
图2. 半电池性能
因此，合理设计的负极在1 mA cm-2条件下的200次循环的库仑效率高于98%，在1 mA cm-2的条件下，对称电池的寿命延长至600小时，并且极化程度较低。
这进一步使基于磷酸铁锂（LFP）正极（11.5 mg cm-2）的商用全电池在5 C时实现了90 mAh g-1的高倍率容量，在1 C下经过100次循环后具有81.1%的高容量保留率。综上所述，这项工作为通过可持续的合金点进行高效率的锂存储提供了新的见解。
​武理EnSM：通过氧化石墨烯界面稳定锂金属负极的成核种子图3. 全电池性能
Stabilizing nucleation seeds in Li metal anode via ion-selective graphene oxide interfaces. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.01.045

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