目前一篇论文在《华尔街日报》出版的pre-proof阶段能源存储材料亚博网站下载探讨了金属锂的电化学和机械性能之间的关系,提供洞察这个关键材料。
研究:李合金电镀与机电稳定性优越高能量密度anode-free电池。图片来源:tunasalmon / Shutterstock.com
金属锂电池
金属锂是一个关键的21圣建设的世纪,它是至关重要的锂金属电池,已被建议作为关键充电储能设备的大量电子应用程序。高能量密度和低工作潜力的金属锂阳极是这些设备的性能的关键。
结合超薄锂金属阳极或initial-lithium-free阳极可以提高这些设备的能量密度,但是超薄金属锂是阻碍了机械加工性能差,可怜的电化学可逆性,并与环境水分和氧气反应。与初始Li-free Anode-free电池阳极可以克服这些问题,最大化能量密度的设备。是由锂阴极和金属锂沉积在当前收藏家在充电和放电过程中溶解。
在锂电镀,树突和多孔锂矿床形成。这些树突拥有低劣电化学可逆性和机械耐久性,严重限制了电池的性能。固态电解质界面是由树突锂和电解质之间的反应。惰性金属锂的积累设备有严重的后果,包括库仑效率恶化和失败。
抑制活性的金属锂的形成在这些设备和改善他们的电化学可逆性和机械稳定性是设计高效和可靠的关键金属锂电池。
基质金属锂性能的调控
几项研究已经表明,基体金属可以调节机械和金属锂的电化学性能和性能。锂能形成稳定的合金与其他金属,如锡、寻和锑。金属锂电镀可以显示巨大的差异在不同的基质。例如,金和银基板和材料提供低李over-nucleation潜力。亚博网站下载使用这些元素提高了李电镀法的行为,但这些材料价格昂贵,而且可以在锂沉淀溶解。亚博网站下载
使用较低或没有金属锂的溶解度(如锌、锡、锑)克服了挑战与新奇的金银等金属,可能导致长期的不稳定在几个周期。基质调节金属锂的机电行为和电化学可逆性性能仍然是一个鲜为人知的现象。
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这项研究
这项研究调查了机械和金属锂的电化学性能之间的关系,以帮助改善金属锂电池的电化学性能。
平面金属锂增长lithophilic Li-metal合金可以帮助实现机电稳定性更好。与这些金属物种提供了优势,使用电流收集器lithophilic金属合金镀前原位沉积锂发生。
作者指出,当前收藏家与平面几何图形的优势相比其他形式,如3 d结构多孔材料,它们产生一层致密的金属锂沉积不提供大的表面积液体电解质。亚博网站下载此外,这些材料可以实现良好的机械亚博网站下载稳定性和高存储密度。
在这项研究中,作者报道设计采用lithium-tin合金相间商业铜箔。本文中所开发的方法提高了机电初始lithium-free阳极的稳定。这是由于低锂成核能量势垒和高结合能的材料。
这项研究的结果
修改后的电极表现出优越的CE相比,裸铜电极。故障发生后七十年周期没有修改,修改,性能可靠实现超过400周期。碳酸盐岩电解液电极测试,和锂层完好无损,铜箔的联系一直在骑自行车。
循环容量和容量保留增加anode-free电池使用由作者开发的方法。裸铜电极,锂剥皮后发生50周期。
这些结果证明了改进使用该lithium-tin合金力学行为和机电性能的金属锂电池。演示使用锂合金为这些设备的通用性,作者进行了研究铝、锑、铜和锌相间衬托,也证明了改善电化学可逆性。总的来说,这项研究提供了一个路线向实现金属锂电池机械和机电性能大为改善。
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王,X et al。(2022)李合金电镀与机电稳定性优越高能量密度anode-free电池(在网上,pre-proof)能源存储材料亚博网站下载| 亚博老虎机网登录sciencedirect.com。可以在:https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2405829722001982
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