超稳定的无树突的Na和Li金属阳极由锡化物宿主材料启用
Yikun Wang1, Ting Li1, Bofeng Chen1
1Frontiers Science Center for Flexible Electronics, Institute of Flexible Electronics, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China.
Journal of colloid and interface science
|January 26, 2024
概括
研究人员开发了一种SnSe@CC宿主材料,以防止/金属阳极中的树生长. 这一创新使得稳定,高容量的电池具有延长寿命,为更安全的储能解决方案铺平了道路.
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:
- 和金属阳极具有高能量密度,但受到树突增长的影响,限制了循环稳定性.
- 无法控制的树岩形成会造成安全风险,并降低高能量密度系统中的电池性能.
研究的目的:
- 为/金属阳极设计一种新型宿主材料,可以抑制树突形成并增强循环稳定性.
- 研究在碳布 (CC) 上固定的SnSe纳米粒子在控制金属核和沉积中的作用.
主要方法:
- 在碳布上固定的SnSe纳米粒子 (SnSe@CC) 作为复合宿主材料的制造.
- 在和金属半细胞和全细胞中SnSe@CC的电化学表征.
- 在金属沉积和循环过程中分析宿主材料的结构和电化学行为.
主要成果:
- 该SnSe@CC宿主促进同质核化和Li/Na金属的沉积,有效地防止树的生长.
- 复合主体表现出极好的循环稳定性,使得具有超长寿命 (>5000小时) 的高容量金属阳极 (20 mAh·cm−2) 和金属阳极 (10 mAh·cm−2) 成为可能.
- 观察到低超电位 (7mV为Li,141mV为Na) 和稳定的固态接口膜 (Li2Se/Na2Se),证实了材料的有效性.
结论:
- 使用SnSe@CC作为主体材料的转换合金策略为无金和金属阳极提供了有效的解决方案.
- 这种方法显著提高了高能量密度金属电池的循环稳定性和寿命.
- 开发的复合主体材料为下一代电池的实用和安全金属阳极开发开辟了新的途径.
