梯度三维电流采集器具有性纳米层调节,用于高效的金属阳极结构
Hao Yang1, Weishang Jia1, Jingfang Zhang1
1Key Laboratory of General Chemistry of the National Ethnic Affairs Commission, School of Chemistry and Environment, Southwest Minzu University, Chengdu 610041, China.
Journal of colloid and interface science
|February 8, 2024
概括
研究人员用银和锡对3D铜泡进行了修改,以控制金属沉积,通过防止树的生长,显著提高了电池的性能和稳定性.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 金属阳极提供高能量密度,但受到树增长的影响,阻碍了商业化.
- 探索了三维 (3D) 电流收集器来管理沉积.
- 控制沉积对于安全高效的电池至关重要.
研究的目的:
- 为了研究对3D铜泡的选择性修改,用于控制沉积的性元素.
- 通过减轻树突形成,提高金属阳极的性能和稳定性.
- 为了比较不同性元素的均和梯度变化的效应.
主要方法:
- 用银 (Ag) 和锡 (Sn) 对3D铜泡进行选择性修改,以创建均的 (U-Cu) 和梯度 (G-Cu) 性结构.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以评估与Ag和Sn的结合能.
- 使用修改的铜泡电极对半细胞进行电化学测试.
主要成果:
- DFT的计算表明,银与的结合能比锡更强,表明其具有优越的性质.
- 该G-Cu@Ag电极实现了极好的循环稳定性,保持了550个循环,平均库伦比效率 (CE) 为97.35%.
- 梯度修改改善了脚手架的利用率,并防止了积累,性能优于未经修改的铜泡和G-Cu@Sn电极.
结论:
- 选择性修改3D铜泡与性元素,特别是银,有效地控制沉积.
- 这种方法显着有望缓解金属电池中的树增长.
- 开发的梯度电型电流收集器提高了电池性能和循环稳定性.
