作者簡介侯仰龍于2000年在哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲得材料科學(xué)博士學(xué)位。在北京大學(xué)短暫的博士后培訓(xùn)后，他分別于2002年至2007年在東京大學(xué)和布朗大學(xué)擔任JSPS外國研究員和研究員助理。2007年12月加入北京大學(xué)，現(xiàn)為教育部長江學(xué)者特聘教授。他的研究興趣包括功能性納米顆粒以及其在生物醫(yī)學(xué)和能源方面的應(yīng)用。成果速覽近日，北京大學(xué)侯仰龍團隊在Nano Energy期刊上發(fā)表題為“Stable Lithium Metal Anode Enabled by Lithium Metal Partial Alloying”的研究型論文。在這項工作中，作者制備了Li/LixC/LiySn(Li/C/Sn)復(fù)合負極。電化學(xué)測試和循環(huán)后的分析揭示了鋰合金相促進均勻鋰沉積和抑制鋰枝晶生長的有效性。總之，找到有效抑制鋰枝晶的方法是促進鋰金屬電池商業(yè)化的必由之路。研究亮點1. 成功制備了均勻分布的Li/LixC/LiySn合金負極。2. 均勻的鋰合金促進了鋰的均勻沉積，抑制了枝晶的生長。圖文導(dǎo)讀
由于電極表面存在鈍化層，Li/Li和Li/Li/C/Sn的對稱電池在最初的幾十個循環(huán)中表現(xiàn)出較高的過電位。隨著循環(huán)的進行，過電位趨向于變小和穩(wěn)定。Li/Li/C/Sn電池可以穩(wěn)定循環(huán)1800小時，在電流密度1 mA cm-2下的過電位約為15 mV。在5 mA cm-2的較高電流密度下，Li/Li/C/Sn對稱電池仍表現(xiàn)出較好的循環(huán)性能，在290h內(nèi)仍具有穩(wěn)定的過電位。通過比較Li/Li/C和Li/Li/C/Sn對稱電池的循環(huán)性能，可以看出Li/Li/C/Sn表現(xiàn)出更好的循環(huán)性能，表明LiySn可以誘導(dǎo)均勻的鋰金屬沉積和生長。
上圖為Li/LiFePO4和Li/C/Sn/LiFePO4全電池在2.5-4.0 V充放電電壓窗口下的倍率性能和循環(huán)性能。Li/C/Sn/LiFePO4全電池表現(xiàn)出比Li/LiFePO4更好的倍率性能和更低的極化。電池在1 C倍率下的循環(huán)發(fā)現(xiàn)，鋰負極組裝的全電池表現(xiàn)出快速的容量衰減，200次循環(huán)后容量保留率僅為62.1%。相比之下，Li/C/Sn/LFP全電池表現(xiàn)出更好的循環(huán)性能，仍保持121.2 mAh g-1，200次循環(huán)后容量保留率為84.7%。
