通过现场电化学化为稳定的金属电池实现的人工LiF丰富接口
Xun Jian Hu1, Yi Ping Zheng1, Zhi Wei Li1
1Faculty of Materials Metallurgy and Chemistry, Jiangxi University of Science and Technology (JXUST), 86 Hongqi Road, Ganzhou, 341000, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|January 29, 2024
概括
研究人员开发了一种用于金属电池的化碳纳米管宏膜混合阳极. 这一创新创造了一个稳定的,富含LiF的固体电解质接口,提高了电池的循环利用性和性能,同时抑制了树突的生长.
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:
- 金属电池具有很高的能量密度,但由于电解质降解,它们存在不稳定的固体电解质接口 (SEI).
- 脆弱和不均的SEI层导致树的生长和电池循环能力差.
研究的目的:
- 为金属电池开发使用化碳纳米管宏膜 (CMF) 的混合阳极.
- 研究化CNT-CMF调节阳极/电解质接口并形成稳定的SEI的能力.
- 为了提高电化学性能和金属电池的长期稳定性.
主要方法:
- 化碳纳米管宏膜 (CMF) 被用作金属上的混合阳极.
- 在充电周期期间研究了化过程,以形成富含LiF的SEI.
- 电化学性能,包括可循环和速率容量,在全细胞中进行了评估.
主要成果:
- 化CNT-CMF促进了富含LiF的SEI直接形成,具有高的Young模量 (~2.0 GPa) 和快速的离子导电性 (~2.59×10-7 S cm-1).
- 设计的SEI引导了均涂层/脱落,并有效地抑制了树的生长.
- 使用混合阳极的全电池表现出显著增强的循环能力,容量保留~99.3%,速度能力显著.
结论:
- 化CNT-CMF混合阳极有效地稳定了金属电池中的固体电解质接口.
- 这种化策略为控制人工SEI形成提供了一个平台,提高了电池的稳定性和寿命.
- 开发的技术有望推进下一代高性能储能系统.


