西安交大「國家級青年人才」,宋江選團隊,新發(fā)Nature子刊! 2024年5月28日 下午4:03 ? 頂刊 ? 閱讀 23 第一作者:Yanhua Zhang 通訊作者:宋江選 通訊單位:西安交通大學(xué) 宋江選,男,西安交通大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,國家級青年人才;在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Lett., ACS Nano, Adv. Mater.等權(quán)威期刊發(fā)表論文80余篇,其中影響因子>15論文20余篇,ESI高被引(1%)論文7篇,ESI熱點(0.1%)論文3篇,累計共他引6000余次,參編學(xué)術(shù)專著3部;申請專利40余件,授權(quán)20余項,含2項PCT專利。 論文速覽 本論文提出了一種創(chuàng)新的方法,通過稀土元素摻雜和復(fù)合層的協(xié)同調(diào)控,解決了鋰金屬電池中不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面(SEI)和鋰枝晶問題。具體而言,研究團隊利用摻釔氟化物/聚甲基丙烯酸甲酯(YF3/PMMA)復(fù)合層,實現(xiàn)了鋰金屬的原位摻雜,改變了鋰金屬的表面能和晶體取向,從而顯著提高了電池的穩(wěn)定性和循環(huán)性能。 實驗結(jié)果表明,該方法能顯著減少鋰與電解液之間的副反應(yīng),提高庫侖效率,并在苛刻條件下展示了高能量密度和優(yōu)異的容量保持率。 圖文導(dǎo)讀 圖1:有無YP層的銅箔上鋰沉積行為的示意圖。 圖2:通過原位XRD揭示了不同晶面的鋰沉積過程中的晶體取向演變,以及摻雜Y后鋰金屬的表面能變化。 圖3:YP誘導(dǎo)的SEI層的結(jié)構(gòu),以及ToF-SIMS分析了SEI中LiF和有機成分的分布。 圖4:利用原子力顯微鏡(AFM)分析了SEI層的機械穩(wěn)定性,并利用有限元方法(FEM)模擬了循環(huán)過程中的應(yīng)力分布。 圖5:不同面容量下YP-Cu和裸Cu電極上鋰沉積的形貌。 圖6:不同面容量和電流密度下Li|Cu不對稱電池的庫侖效率和電壓曲線。 總結(jié)展望 本研究通過在鋰金屬負極上構(gòu)建YF3/PMMA復(fù)合層,成功實現(xiàn)了對SEI層力學(xué)性能和鋰金屬晶體取向的協(xié)同調(diào)控,顯著提升了鋰金屬電池的穩(wěn)定性和循環(huán)性能。 這項工作不僅為高能量密度鋰金屬電池的實際應(yīng)用提供了新的思路,也為未來鋰金屬電池的進一步研究和開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。 文獻信息 標題:Synergetic regulation of SEI mechanics and crystallographic orientation for stable lithium metal pouch cells 期刊:Nature Communications DOI:10.1038/s41467-024-48889-8 原創(chuàng)文章,作者:wang,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/05/28/96afe8b5c7/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 ?青科大JMCA:原位構(gòu)建Fe-Ni基化合物用于堿性淡水和海水環(huán)境下的全水解 2023年10月14日 ?廣工大Angew:首次報道,100%選擇性! 2023年9月21日 彭棟梁/謝清水Adv. Sci.: 抑制高性能鋰硫電池多硫化物穿梭的進展和策略 2023年10月15日 復(fù)旦大學(xué)晁棟梁團隊,最新AM! 2023年10月9日 重慶大學(xué)向斌AFM:外部加電!輕松活化增強MnO2的贗電容性能 2023年10月15日 ?中科大ACB:單原子鉑和CoS之間的界面協(xié)同作用促進析氫反應(yīng)催化 2022年12月7日