港理工郑子剑AFM：柔性Janus 锂纺织负极用于高能锂金属电池

在锂金属电池(LMB)中装备薄锂金属负极(LMA)对于实现电池的高能量密度是必不可少的。然而，薄LMA的循环稳定性非常差，尤其是在高放电深度(DOD)下。

在此，香港理工大学郑子剑团队报道了通过选择性润湿Janus结构导电织物上的熔融锂(Li)快速制备稳定且薄的LMA，在导电框架的一侧产生薄的Li(3.0mg cm^-2)涂层。与均质复合负极相比，这种锂织物复合负极不仅显著减少了80%的锂金属使用量，而且通过疏锂-亲锂框架和上部缓冲空间提高了循环稳定性。在75%的高DOD下，Janus结构负极表现出超过3000小时的超长循环寿命。配备锂织物复合负极的LMB表现出30%的增强能量密度，具有2000次的长循环寿命，并且每次循环的容量保持率为99.94%。

图1. 制备流程及结构表征

总之，该工作报告了一种简单而有效的选择性润湿策略，该策略实现了具有薄锂涂层(3mg cm^-2)的稳定的锂织物负极的快速制造。在对称电池研究中，Janus负极电池表现出超稳定的电化学性能，即使在高DOD(10 mAh cm^-2，10mA cm^-2)下，循环寿命超过3000小时。这主要归因于其Janus疏锂-亲锂纺状结构和上部缓冲空间，其可以引导定向Li沉积，促进Li沉积/剥离动力学，并保持稳定的电极界面，从而实现循环稳定性和工作寿命的显著改善。

LCO//Janus负极电池提供了2000次循环的超长寿命，并且在1 C下具有超过99.9%的优异循环保持率。当与LFP正极配对时，LFP//Janus负极电池的循环寿命延长至950次，能量密度提高了30%以上。最后，软包电池进一步展现了出色的电化学稳定性和优异的灵活性。因此，选择性润湿的简易策略是实现高性能LMB的薄LMA的方便、可靠和有前途的方法。

图2. 全电池性能

A Thin, Stable, and Flexible Janus Lithium-Textile Anode for Long-Life and High-Energy Lithium Metal Battery, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202303088

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港理工郑子剑AFM：柔性Janus 锂纺织负极用于高能锂金属电池

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