廈大孫世剛院士/廖洪鋼教授EES:370次循環后無容量衰減的鋰金屬電池! 2023年10月11日 上午11:24 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 50 快速擴散的鋰在負極表面的不均勻聚集會加劇其尖端效應誘導的成核/生長,導致鋰金屬電池(LMB)中“臭名昭著”的枝晶生長。調節鋰在負極表面的擴散是目前誘導其均勻沉積的主流方法,而鋰在負極體中的擴散通常被忽略。 在此,廈門大學孫世剛院士、廖洪鋼教授等人提出了一種分子隧穿策略來構建體擴散鋰導體(BDLC),即通過預隧穿石墨層(層間距大至~7 ?)同時引入空隙和親鋰位點,從而建立了用于鋰擴散的層間和層內通道。與傳統的表面擴散/沉積機制不同,原子通道可以有效緩解由不均勻表面沉積引起的枝晶問題,實現快速體擴散。 DFT計算和從頭算分子動力學(AIMD)模擬證明,由于高親和力和降低的遷移勢壘,通過原子通道的體擴散可能成為具有高擴散動力學的鋰傳輸的新主導路徑。此外,通過原位TEM觀察到塊體中超密鋰的高度可逆和無枝晶電鍍/剝離過程。 圖1. Li通過BDLC原子通道擴散的DFT計算和AIMD模擬 因此,Li@BDLC||Li@BDLC對稱電池可以以27 mV的低過電位運行超過 2000 小時。當與超過20 mg cm-2的高負載LiFePO4 (LFP)正極配對時,可達到3.9 mAh cm-2(Li過量1.1倍)的高面積容量,并且在370次循環中實現了100% 的容量保持率(Li過量1.3倍)。 這項工作為無枝晶LMB開發了一種基于超密鋰體擴散的新策略,該策略可以在其他高性能儲能系統中普遍使用。 圖2. BDLC和石墨碳(GC)的電化學性能 Efficient Diffusion of Superdense Lithium via Atomic Channel for Dendrite-Free Lithium-Metal Batteries, Energy & Environmental Science 2021. DOI: 10.1039/D1EE02205A 原創文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/11/0deb6cbe14/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 EES: Cu催化CO(2)轉化為乙酸鹽的機制:電位、pH和納米結構依賴性 2023年11月5日 ?Nano Letters:高壓尖晶石中快速不對稱脫嵌鋰 2023年10月7日 Small Methods: 1+1>2!缺陷加異質界面協同促進NiS2/MoS2電化學分解水 2023年10月16日 Nature Catalysis:引入新描述符以探究電解質對Pt(111)上氧還原動力學的影響 2023年11月20日 復旦/華理Chem: 電極-電解質界面的分級陰離子實現協同催化中性水氧化 2023年11月1日 一度被拒稿的論文登上Nature,“光補實驗就補了兩年”水凝膠!實現體內軟骨再生 2023年11月30日