富含LiF的接口保护层使得无金金属电池的空气稳定金属阳极成为可能
Yiyao Han1, Ruyi Fang1, Chengwei Lu1
1College of Materials Science and Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China.
ACS applied materials & interfaces
|June 21, 2023
概括
研究人员通过创建富含化 (LiF) 的保护层来开发出一种稳定于空气的金属阳极. 这种LiF@Li阳极表现出增强的耐用性和电化学性能,为可靠,高能量密度的电池铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- (Li) 金属是高能量密度电池的关键阳极材料.
- 然而,金属的高反应性导致空气稳定性差,以及像状岩石生长等界面问题.
- 这些挑战限制了金属阳极的实际应用.
研究的目的:
- 为了开发一种稳定在空气中且不含树的金属阳极.
- 提高金属在电池中的实际应用.
- 为了提高金属阳极的电化学性能和循环稳定性.
主要方法:
- 在Li金属上使用乙烯碳酸盐 (LiF@Li) 构建了富含化 (LiF) 的密集接口保护层.
- 描述了保护层的组成 (有机和无机成分) 和厚度 (~120 nm).
- 评估了对称细胞和LiFePO4全细胞的电化学性能,包括空气稳定性测试.
主要成果:
- 富含LiF的层,由LiF,Li2CO3,ROCO2Li和C-F物种组成,有效地阻了空气并提高了阳极的耐用性.
- LiF促进了均的Li +沉积,而柔性有机成分减轻了体积变化,增强了树抑制.
- LiF@Li阳极表现出了显著的稳定性,在30分钟暴露在空气中后保持性能,并表现出了出色的电化学结果.
结论:
- 展示了一种简单的方法来制造稳定的空气,无树的金属阳极 (LiF@Li).
- 富含LiF的保护层显著提高了Li金属阳极的空气稳定性和电化学性能.
- 这种方法为可靠和高性能金属电池提供了有前途的途径.
