廈門(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院毛秉偉教授課題組與吳德印教授課題組合作,通過(guò)實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算,在金屬鋰負(fù)極集流體研究方面取得重要進(jìn)展。
毛秉偉教授課題組基于鋰與銅的晶格匹配性,從原子尺度上設(shè)計(jì)銅集流體表面的親鋰結(jié)構(gòu),建立了電化學(xué)晶面擇優(yōu)策略,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種構(gòu)型銅集流體表面的整平和親鋰(100)取向擇優(yōu),提升對(duì)鋰的潤(rùn)濕性,使后續(xù)鋰的沉積–溶解均勻平穩(wěn)進(jìn)行。
結(jié)合課題組之前發(fā)展的超薄超光滑SEI膜制備方法,在Cu(100)擇優(yōu)的平面上獲得大范圍平整的鋰薄層電極;
在Cu(100)擇優(yōu)的三維集流體上,可在100% Li DOD、2 mA cm–2(1 mAh cm–2)下穩(wěn)定循環(huán)至少500周且?guī)靵鲂矢哌_(dá)99%,實(shí)現(xiàn)集流體表面及空間的充分利用;所制備的鋰薄膜負(fù)極與磷酸鐵鋰正極材料構(gòu)成的全電池展現(xiàn)出優(yōu)越的充放電循環(huán)性能,可在1C、20% Li DOD下穩(wěn)定循環(huán)至少循環(huán)200周。
該工作開(kāi)辟了從表面科學(xué)的角度設(shè)計(jì)和研究金屬鋰負(fù)極集流體的新思路,為低成本制備性能優(yōu)越的鋰薄膜負(fù)極和無(wú)鋰負(fù)極奠定基礎(chǔ)。
Gu Y, Xu H Y, Zhang X G, et al. Lithiophilic Faceted Cu (100) Surfaces: High Utilization of Host Surface and Cavities for Lithium Metal Anodes[J]. Angewandte Chemie (International ed. in English), 2018.
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