金属锂展品大有前途的新一代高能量密度电池阳极材料。亚博网站下载然而,树突的问题开发和大批量的波动与锂电镀和剥夺会导致快速衰落能力和安全问题,防止金属锂阳极的实际使用。
示意图显示了功能化铜电流收集器的研究分为三个类别,根据他们的结构设计概念:平面修改铜薄片,3 d建筑铜薄片,和3 d纳米铜基板。图片来源:纳米研究能量,清华大学出版社
功能化铜电流收集器有可能稳定金属锂阳极同时也被简单的制造,价格低廉,适合使用目前的电池技术。一个研究小组进行了一项回顾性研究提供一个全面的概述当前收藏家铜线圈。
他们的研究澄清的重要性理解集电器工程与高能量密度锂金属电池。
团队的研究集中于当前的收藏家,连接外部电路和金属锂电池。他们支持李金属沉积和解散除了收集电流和交付它到外部电路。
在他们的分析中,研究小组专注于设计中使用的概念和方法镀铜电流收集器最大化行为的锂和剥离。他们还列出仍需要解决的重要问题,并建议未来的研究领域。
功能化铜电流收集器展览潜力巨大稳定金属锂阳极因为他们的简单加工和良好的导电性。
余杭刘博士的学生,材料科学、西北工业大学亚博网站下载亚博老虎机网登录
团队将功能化铜电流收集器的分成三组研究的目的:1)铜薄片与平面修改,2)铜薄片与3 d体系结构,并与纳米结构3)铜基板。
铜电流收集器的设计概念和相关机械的见解被系统地总结了锂沉积行为。
研究小组发现,planar-modified铜镀箔显著改善了锂和剥离过程。
研究小组得出的结论是,铜薄片与3 d体系结构成为优秀的稳定锂成核和沉积电流收集器,特别是在高电流密度和循环能力。
研究团队发现dendrite-free金属锂阳极具有长期稳定、高效的能力可以用3 d纳米铜基板。
科学家们已经显著提高金属锂阳极的电化学性能发展功能化铜电流收集器。金属锂阳极的实际应用仍受到需要解决的问题。研究小组建议几个方面进行进一步的研究。
未来的研究建议要做下列主题:1)anode-free锂金属电池基于功能化铜线圈电流收集器;2)评价锂在极端条件下电镀和剥离行为;3)从硬币细胞囊细胞扩展和探索;和4)动态监测锂含铜电镀和剥离过程中电流收集器。
刘补充道,“总之,功能化镀铜电流收集器表现出高效稳定锂和剥离,保证有前途的锂金属电池的电化学性能。”
功能化铜线圈的电流收集器也可以添加到其他储能系统,如锂离子电池、钠或金属钠电池或超级电容器,由于其特殊的导电性,健壮的结构稳定性,易于制造。
团队立志发展anode-free锂金属电池在未来用于实际应用。
”我们的最终目标是发展功能化铜线圈电流收集器dendrite-free锂增长,镀highly-reversible锂和剥离,超长的循环寿命”,刘进一步补充道。
研究小组由纯泰从郑州大学刘,严教授从南洋理工大学和一个* *,余杭刘、李一帆Jinmeng太阳,Zhuzhu Du,小琪,精选Bi,魏从西北工业大学人工智能。
中国的国家自然科学基金,国家重点研究和发展亚博老虎机网登录项目的中国,新加坡教育部,111项目从郑州大学为这项研究提供了资助。
期刊引用:
刘,Y。,et al。(2022)现在和未来的功能化铜电流收集器稳定锂金属阳极。纳米研究能量。doi: 10.26599 / NRE.2023.9120048。
来源:http://www.tup.tsinghua.edu.cn/en/index.html