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陈桢/刘欣/陈明华/Stefano Passerini:构建亲锂性梯度和富Li3N的SEI实现稳定锂金属负极

能源学人  · 公众号  ·  · 2024-11-10 11:57

主要观点总结

本文报道了一种实现稳定的锂金属负极的方法,通过构建亲锂性梯度结构和调控富Li 3 N的SEI层。研究团队在泡沫铜上制备了具有亲锂梯度结构的三维MCNCF骨架,并通过实验和计算模拟证实了锂在集流体底部的优先沉积。这种设计能有效抑制锂枝晶的生长,提高电池的电化学性能。研究团队的成果为开发高性能锂金属电池提供了新的思路。文章还介绍了研究团队的成员背景以及相关工作成果。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

全球能源危机和对电能的需求推动了可持续电能存储技术的发展。锂金属电池因高能量密度备受关注,但实际应用中存在挑战,如不均匀的锂沉积、大体积变化和脆弱的固态电解质界面(SEI)等问题。

关键观点2: 研究方法

本研究通过原子层沉积和等离子处理技术,在泡沫铜表面制备了具有亲锂梯度结构的三维MCNCF骨架,并调控富Li 3 N的SEI的生成。

关键观点3: 研究成果

通过构建亲锂性梯度结构和调控SEI层,实现了稳定的锂金属负极。组装的对称电池表现出低的电压滞后和超过1200小时的循环稳定性。这种梯度亲锂性设计为开发高性能锂金属电池提供了新的思路。

关键观点4: 研究团队介绍

研究团队包括陈桢教授、刘欣教授、陈明华教授和Stefano Passerini院士等,他们分别介绍了自己的研究方向和成果。团队致力于先进储能技术及关键材料的研究,欢迎加入。


文章预览

【研究背景】 全球能源危机和对电能前所未有的需求推动了可持续电能存储技术的发展。在众多可充电电池中,具有高能量密度的锂金属电池因其高理论比容量(3860 mAh g ‒ 1 )和低还原电位(-3.04 V vs. 标准氢电极)而备受关注。然而,锂金属负极的广泛应用面临显著挑战,如不均匀的锂沉积、大体积变化以及形成脆弱的固态电解质界面(SEI),这些问题导致锂枝晶和电化学惰性“死锂”的产生,进而带来安全隐患并缩短电池寿命。为解决这些问题,三维(3D)集流体被研究用于锂金属负极,以减少局部电流密度并容纳循环过程中体积变化。然而,目前的3D集流体仍存在Li + 传输调控不足、锂在表面优先沉积的问题。 【工作介绍】 近日,来自哈尔滨理工大学的陈桢教授,刘欣教授,陈明华教授与卡尔斯鲁厄理工学院的Stefano Passerini院士合作,在国际 ………………………………

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