高稳定的金属阳极由双金属金属有机框架衍生品-改性碳布启用
Chengyi Lu1, Ming Chao1, Yuchen Wu1
1College of Energy, Soochow Institute for Energy and Materials Innovations, Soochow University, Suzhou 215006 China.
Journal of colloid and interface science
|January 23, 2025
概括
这项研究介绍了一种由MOFs衍生而来的新型Sn-化氧化碳布主机,用于增强金属阳极. 这种材料提高了循环稳定性,并抑制了树的生长,从而产生更安全,更高性能的电池.
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:
- 金属阳极为下一代电池提供高能量密度.
- 挑战包括树石的生长,低库伦比克效率和低周期寿命,阻碍了商业化.
研究的目的:
- 设计一种性宿主材料,用于统一的涂层和剥离.
- 为了提高金属阳极的循环稳定性和安全性.
主要方法:
- 从双金属ZnSn金属有机框架 (ZnSn-MOF) 制造一种氧化物 (ZnO) 化物 (ZnO) 改性碳布 (ZnSn-CC) 主体.
- 复合阳极 (ZnSn-CC@Li) 在 1 mA cm−2 和 1 mAh cm−2.2 的对称细胞测试.
- 使用LiFePO4 (LFP) 和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM) 阴极进行全细胞测试.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算进行表征,现场XRD,现场光学测试,现场EXAFS和XANES分析.
主要成果:
- 在一个对称的电池中,ZnSn-CC@Li阳极在1000多小时内表现出稳定的循环.
- 在使用LFP和NCM阴极的全细胞中观察到更好的速率能力和循环寿命.
- DFT和实验分析显示,ZnO中的Sn-doping通过创建关节吸附点,减少Li核化屏障和促进平滑的Li沉积来增强性.
结论:
- 开发的ZnSn-CC宿主材料有效地抑制了树的生长和死亡的形成.
- 在ZnO中Sn-doping策略为设计高性能和安全的金属阳极提供了新的途径.
- 这项工作为推进金属电池技术提供了一个有前途的方法.
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