1 成果簡介
薄的鋰金屬箔(≤20 μm)和獨立的鋰金屬箔可實現(xiàn)負極材料和高能量密度鋰
電池的精確預(yù)鋰化。現(xiàn)有的鋰金屬箔太厚(通常為50到750 μm),或者機械易碎性太差,不適用于這些應(yīng)用。本文,斯坦福大學(xué)崔屹教授團隊在《Nature Energy》期刊發(fā)表名為“Free-standing ultrathin lithium metal–graphene oxide host foils with controllable thickness for lithium batteries”的論文,研究開發(fā)了一種簡單和可擴展的方法,在氧化石墨烯主體內(nèi)合成超薄(0.5 ~ 20 μm)、獨立且機械堅固的鋰金屬箔。
除了約0.1至3.7 mAh cm -2的低面積容量與傳統(tǒng)的純Li金屬箔相比,該Li箔的機械強度也大大提高了。Li箔可以將石墨(93%)和硅(79.4%)陽極的初始庫侖效率提高到100%左右,而不會產(chǎn)生過多的Li殘留物,并且可以將鋰離子全電池的容量提高8%。使用這種薄的Li復(fù)合陽極,可將Li金屬滿電池的循環(huán)壽命延長9倍。
2 圖文導(dǎo)讀
圖1:微米級薄主體和鋰金屬膜的設(shè)計與制造。
圖2:超薄Li - eGF膜的表征
圖3:超薄Li-eGF薄膜可實現(xiàn)精確的預(yù)鋰化和理想的石墨陽極ICE。
圖4:超薄Li- eGF薄膜改善了硅陽極的初始ICE和循環(huán)穩(wěn)定性。
圖5:超薄Li-eGF薄膜提高了鋰金屬的穩(wěn)定性 LFP滿格。
3 小結(jié)
綜上所述,本文開發(fā)出一種制造超薄,獨立和承載的Li金屬膜的工藝,并展示了在預(yù)鋰化和高能量密度LMB中的應(yīng)用。通過將電極厚度減小到微米級并同時提高陽極穩(wěn)定性,可調(diào)節(jié)的微米級薄且獨立的Li-eGF薄膜為將來的高能量密度Li電池提供了一條途徑。這也表明,這種微米級的技術(shù)可能會打破當前制造中電極厚度的限制。
DOI:10.1038/s41560-021-00833-6
https://doi.org/10.1038/s41560-021-00833-6