在单晶Ni基质上以异质上沉积,具有增强的循环稳定性
Zhiqiang Zheng1,2, Tian Qiu2, Zhanghua Fu2
1Shenzhen Research Institute of Shandong University, Shenzhen, Guangdong, 518057, China.
Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|June 18, 2025
概括
工程基板促进稳定,高能电池的均沉积. 这种结晶学控制提高了金属阳极的性能,克服了树突问题并提高了循环效率.
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
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- (Li) 金属阳极对于下一代高能量密度电池至关重要.
- 树的生长和低的库伦比效率 (CE) 阻碍了实际的金属阳极应用.
- 沉积形态和稳定性取决于结晶学方向.
研究的目的:
- 研究使用单晶 (Ni) 进行受控沉积的基质工程.
- 探索Ni结晶学定向对Li表轴生长的影响.
- 为了提高金属阳极的循环稳定性和性能.
主要方法:
- 采用单晶Ni(110) 和Ni(111) 基板进行沉积.
- 利用因Ni和Li之间的格子匹配而导致的异质化.
- 准备{110}纹理沉积在Ni{110}上.
- 制造和测试Ni-Li电池和Li气体LiFePO4全电池.
主要成果:
- 尼110显示出比尼110更强的异质表皮作用.
- {110}-纹理的沉积在Ni{110) 上导致了统一的平面形态.
- 较低的在110平面上的自我扩散屏障促进了均沉积.
- 在具有{110}纹理阳极的细胞中观察到更好的循环稳定性.
- 立体电池LiFePO4全电池实现了109.6 mAh cm-2容量保留在1C的350个周期中.
结论:
- 基质诱导的异质表皮质对于控制涂/剥离动态至关重要.
- 阳极的晶体学方向修改显著提高了电池的性能.
- 这种方法为开发稳定高效的金属阳极提供了途径.
