北理黄佳琦AEM: 解读主体材料电导率对复合锂金属负极锂沉积的影响

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北理黄佳琦AEM: 解读主体材料电导率对复合锂金属负极锂沉积的影响
由于不受控制的锂沉积和大的体积波动，锂金属负极表现出较差的循环稳定性， 具有3D主体的复合锂金属负极显示出稳定的锂沉积。
然而主体材料的优势是通过各种参数的共同作用来实现的，单一参数对锂沉积的影响是未知的，这阻碍了主体材料的合理设计。
北理黄佳琦AEM: 解读主体材料电导率对复合锂金属负极锂沉积的影响
在此，北京理工大学黄佳琦教授等人展示了一种解耦方法，以深刻解读主体材料的电导率对锂沉积行为的影响。作者通过在导电主体表面巧妙地原位形成几十纳米厚的聚合物涂层来调节主体的电导率，同时保持其他参数几乎不变，从而达到将电导率的作用与其他参数解耦的目的。
北理黄佳琦AEM: 解读主体材料电导率对复合锂金属负极锂沉积的影响
图1. 不同主体材料上锂沉积的形态
结合实际应用，作者采用铜网（CM）和碳纤维（CF）两种典型主体进行定量分析，结果证明主体的电导率显著决定了主体附近的电势分布，然后是锂离子的传输，从而调节锂沉积。
具有高导电性的主体明显提高了多种实用电池系统的循环性能，优于导电性较差的主体。这种解耦方法提供了一种探索单个参数在主体中的作用的新方法，为锂金属负极主体材料的合理设计提供指导。
北理黄佳琦AEM: 解读主体材料电导率对复合锂金属负极锂沉积的影响
图2. 各种含锂复合负极上锂沉积的光学图像
Deciphering the Effect of Electrical Conductivity of Hosts on Lithium Deposition in Composite Lithium Metal Anodes. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101654

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