西安交大「国家级青年人才」,宋江选团队,新发Nature子刊! 2024年5月28日 下午4:03 • 顶刊 • 阅读 23 第一作者:Yanhua Zhang 通讯作者:宋江选 通讯单位:西安交通大学 宋江选,男,西安交通大学教授,博士生导师,国家级青年人才;在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Lett., ACS Nano, Adv. Mater.等权威期刊发表论文80余篇,其中影响因子>15论文20余篇,ESI高被引(1%)论文7篇,ESI热点(0.1%)论文3篇,累计共他引6000余次,参编学术专著3部;申请专利40余件,授权20余项,含2项PCT专利。 论文速览 本论文提出了一种创新的方法,通过稀土元素掺杂和复合层的协同调控,解决了锂金属电池中不稳定的固体电解质界面(SEI)和锂枝晶问题。具体而言,研究团队利用掺钇氟化物/聚甲基丙烯酸甲酯(YF3/PMMA)复合层,实现了锂金属的原位掺杂,改变了锂金属的表面能和晶体取向,从而显著提高了电池的稳定性和循环性能。 实验结果表明,该方法能显著减少锂与电解液之间的副反应,提高库仑效率,并在苛刻条件下展示了高能量密度和优异的容量保持率。 图文导读 图1:有无YP层的铜箔上锂沉积行为的示意图。 图2:通过原位XRD揭示了不同晶面的锂沉积过程中的晶体取向演变,以及掺杂Y后锂金属的表面能变化。 图3:YP诱导的SEI层的结构,以及ToF-SIMS分析了SEI中LiF和有机成分的分布。 图4:利用原子力显微镜(AFM)分析了SEI层的机械稳定性,并利用有限元方法(FEM)模拟了循环过程中的应力分布。 图5:不同面容量下YP-Cu和裸Cu电极上锂沉积的形貌。 图6:不同面容量和电流密度下Li|Cu不对称电池的库仑效率和电压曲线。 总结展望 本研究通过在锂金属负极上构建YF3/PMMA复合层,成功实现了对SEI层力学性能和锂金属晶体取向的协同调控,显著提升了锂金属电池的稳定性和循环性能。 这项工作不仅为高能量密度锂金属电池的实际应用提供了新的思路,也为未来锂金属电池的进一步研究和开发奠定了坚实的基础。 文献信息 标题:Synergetic regulation of SEI mechanics and crystallographic orientation for stable lithium metal pouch cells 期刊:Nature Communications DOI:10.1038/s41467-024-48889-8 原创文章,作者:wang,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2024/05/28/96afe8b5c7/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 福建师大ACS Nano:自适应电离诱导可调谐双电层适用于宽pH和温度范围锌金属电池 2023年12月9日 上交/华师/上应大Small:嵌入Ru团簇/单原子的LaMO促进固氮并实现超高氨产率 2023年10月11日 ACS Energy Letters:施加外部压力,实现高能量密度长寿命锂金属电池! 2023年10月3日 院士团队,发表第16篇Nature、Science! 2023年12月28日 一句话,两幅图,发Nature子刊! 2023年10月18日 曾开阳/吕力AEM:一种使用钠-锡合金改性钠金属负极的坚固固-固界面 2023年10月29日