宋忠孝/刘洋洋Small Methods：氧化铟表面改性一石二鸟实现无枝晶锂负极

锂金属因其卓越的3860 mAh g^-1比容量和-3.04 Vvs.标准氢电极的最低还原电位而被认为是最有前景的负极材料。然而，锂金属电池（LMBs）的实用化仍然受到锂在循环过程中枝晶生长的挑战，这取决于电沉积基板的表面特性。

西安交通大学宋忠孝、刘洋洋等提出了通过磁控溅射在铜集流体上利用氧化铟（In₂O₃）进行表面改性，它可以自发锂化以形成高介电常数的LiInO₂和超亲锂Li_xIn合金复合物。

图1 理论计算

研究显示，高介电LiInO₂修饰的内亥姆霍兹平面（IHP）可促进锂离子的脱溶剂化，而亲锂的Li_xIn合金具有较低的自扩散势垒以改变锂金属的成核过程，从而诱导锂金属的二维成核。因此，合理选择In₂O₃作为表面改性剂，不仅可以调节IHP以促进锂离子的脱溶剂化，而且还可以调节亲锂表面的成核过程以实现锂金属的均匀电沉积。

图2 对称电池性能

实验显示，采用In₂O₃改性后，锂金属负极呈现出非凡的电化学性能，Li|Cu半电池在100次循环中表现出96%的高CE，而且Li|LiCoO₂全电池在600次循环后提供了80%的容量保持率。展望未来，这种可扩展的磁控溅射表面改性为锂金属在具有令人满意能量密度的下一代锂金属电池中的商业应用铺平了道路。

图3 Li|Cu和Li|LCO电池性能

Two Birds with One Stone: Using Indium Oxide Surficial Modification to Tune Inner Helmholtz Plane and Regulate Nucleation for Dendrite-free Lithium Anode. Small Methods 2022. DOI: 10.1002/smtd.202200113

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/2023/10/15/5e03b5c65f/

宋忠孝/刘洋洋Small Methods：氧化铟表面改性一石二鸟实现无枝晶锂负极

相关推荐