宁波材料所/宁波大学AFM:电化学抛光锂金属以抑制枝晶的通用策略 2023年10月10日 下午3:58 • 未全平台发布, 顶刊 • 阅读 15 众所周知,锂(Li)的枝晶生长源于粗糙且不均匀的锂金属表面上的沉积,并且长期以来一直是锂金属电池的核心问题。 中科院宁波材料所吴敬华、姚霞银、黄良锋、宁波大学辛星等从腐蚀科学的角度提出了一种通过原位和非原位电化学抛光锂金属来抑制枝晶的通用策略。 图1 锂金属电化学抛光机理示意图 具体而言,作者通过双功能电解液的保护和腐蚀特性之间的智能平衡来动态稳定SEI。其中硝酸锂(LiNO3)被采用作为主要电解质盐,因为它具有抑制LMB中枝晶的作用。详细研究表明,LiNO3可形成以氧化锂(Li2O)为主要成分的相对均匀SEI。 此外,卤化锂(LiX; X = Cl, Br, I)用作仲盐。LiX的腐蚀作用有望提供具有微观光滑表面的抛光锂电极。密度泛函理论(DFT)计算表明,LiX对锂金属的腐蚀强度按照Cl > Br > I的顺序降低,Br-具有适度的局部点蚀速率,可以与NO3ˉ的钝化速率相平衡,从而有利于形成薄而强的SEI层。 图2 在不同电解液中锂沉积的显微图像 因此,锂金属可以提供或动态保持具有适当厚度(在锂表面的凸面较薄,在凹面部分较厚)的光滑SEI膜,这有助于由于较薄SEI膜的高锂离子电导率而首先溶解突出的锂。此外,抛光的锂表面仍然被均匀、光滑和薄的SEI层覆盖,这不仅抑制了枝晶形成的活性位点,而且改善了锂离子的扩散动力学,从而实现了锂的快速传输。 因此,抛光后的锂在对称电池和与 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)或LiFePO4耦合的全电池中均表现出稳定的电压分布和高锂利用率。抛光锂电极的长循环寿命清楚地表明锂的均匀无枝晶沉积。总之,该策略通过在反复循环过程中提供再生均匀的锂表面,为实现锂的均匀沉积提供了新的方向。 图3 半电池和全电池性能 Electrochemical Polishing: An Effective Strategy for Eliminating Li Dendrites. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202203652 原创文章,作者:v-suan,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/10/6480626157/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 相关推荐 一周两篇顶刊!王定胜团队单原子催化再获新成果! 2023年10月13日 创纪录!最低能耗!西北工业大学&太原理工大学,最新Angew! 2024年10月23日 陆俊/徐睿/耿东生AEM: 低过电位的非水系Mg-CO2电池及其失效机制 2023年10月8日 Adv. Sci.:通过双盐组合调节电解液溶剂化结构实现稳定的钾金属电池 2023年10月6日 填补空白!德国顶尖化学家,最新Nature子刊揭示硅材料高效合成秘诀! 2024年12月27日 西交AFM:界面Ru-O-Mo键强化界面氢溢出,实现高效稳定pH通用析氢 2024年4月23日