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利用堆叠压力精确控制Li沉积和剥离
材料人测试客服小陈     2021-10-27 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
电池
关键性能:
实现高性能可再充电LMBs
产品介绍:

美国加州大学圣地亚哥分校Ying Shirley Meng(孟颖)教授和Chengcheng Fang、美国爱达荷国家实验室Boryann Liaw等人报道了他们结合三维(3D)低温聚焦离子束扫描电子显微镜(cryo-FIB-SEM)、低温透射电子显微镜(cryo-TEM)、滴定气相色谱(TGC)和分子动力学(MD)模拟,阐明了如何利用堆叠压力来精确控制Li的沉积和剥离,从而实现高性能可再充电LMBs,进而克服大规模传输瓶颈。通过系统研究堆叠压力对Li沉积的物理形态和化学成分的影响,祖宗确定了堆叠压力调节Li成核和生长的两种方式:(1)通过改变Li顶表面的表面能,在微观尺度上调节有利的Li生长方向;(2)通过施加机械约束在纳米尺度上致密化Li沉积。作者发现堆叠压力对SEI结构和部件的影响可以忽略不计。在剥离过程中,堆叠压力在保持电子传导通路和最小化“死Li”形成方面起着关键作用,而电化学沉积的Li储层是维持致密Li结构及其循环可逆性的关键。基于定量理解,祖宗实现了具有理想柱状形貌和最小表面积的超致密Li沉积(99.49%电极密度),并使其在循环时具有高度可逆性,且形成最少“死Li”,从而在快速充电条件(4 mA cm-2)和室温下提高了CE(>99%)。这种压力定制的高度可逆Li金属负极有助于释放高性能LMBs的潜力,实现快速充电和宽温度运行。研究成果以题为“Pressure-tailored lithium deposition and dissolution in lithium metal batteries”发布在Nature Energy上。

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