Dynamic spatial progression of isolated lithium during battery operations

阳极 法拉第效率 电解质 阴极 电池(电) 极化(电化学) 溶解 容量损失 锂(药物) 电压 电流密度 材料科学 化学工程 化学 电极 电气工程 热力学 物理 医学 功率(物理) 工程类 物理化学 量子力学 内分泌学
作者
Fang Liu,Rong Xu,Yecun Wu,David Boyle,Ankun Yang,Jinwei Xu,Yangying Zhu,Yusheng Ye,Zhiao Yu,Zewen Zhang,Xin Xiao,Wenxiao Huang,Hansen Wang,Hao Chen,Yi Cui
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:600 (7890): 659-663 被引量:185
标识
DOI:10.1038/s41586-021-04168-w
摘要

The increasing demand for next-generation energy storage systems necessitates the development of high-performance lithium batteries1-3. Unfortunately, current Li anodes exhibit rapid capacity decay and a short cycle life4-6, owing to the continuous generation of solid electrolyte interface7,8 and isolated Li (i-Li)9-11. The formation of i-Li during the nonuniform dissolution of Li dendrites12 leads to a substantial capacity loss in lithium batteries under most testing conditions13. Because i-Li loses electrical connection with the current collector, it has been considered electrochemically inactive or 'dead' in batteries14,15. Contradicting this commonly accepted presumption, here we show that i-Li is highly responsive to battery operations, owing to its dynamic polarization to the electric field in the electrolyte. Simultaneous Li deposition and dissolution occurs on two ends of the i-Li, leading to its spatial progression toward the cathode (anode) during charge (discharge). Revealed by our simulation results, the progression rate of i-Li is mainly affected by its length, orientation and the applied current density. Moreover, we successfully demonstrate the recovery of i-Li in Cu-Li cells with >100% Coulombic efficiency and realize LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 (NMC)-Li full cells with extended cycle life.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
文艺水风完成签到 ,获得积分10
1秒前
IMP完成签到 ,获得积分10
3秒前
西洲完成签到 ,获得积分10
4秒前
元神完成签到 ,获得积分10
9秒前
mudiboyang完成签到,获得积分10
15秒前
居里姐姐完成签到 ,获得积分10
17秒前
优雅莞完成签到,获得积分10
17秒前
大陆完成签到,获得积分0
17秒前
三杠完成签到 ,获得积分10
19秒前
小学生学免疫完成签到 ,获得积分10
20秒前
轩辕德地完成签到,获得积分10
21秒前
laber完成签到,获得积分0
28秒前
32429606完成签到 ,获得积分10
37秒前
严冥幽完成签到 ,获得积分10
39秒前
43秒前
宇文千万发布了新的文献求助10
43秒前
史克珍香完成签到 ,获得积分10
45秒前
yaoyh_gc完成签到,获得积分10
45秒前
ycyang发布了新的文献求助10
47秒前
呆萌滑板完成签到 ,获得积分10
48秒前
58秒前
1分钟前
1分钟前
hh完成签到 ,获得积分10
1分钟前
关中人完成签到,获得积分10
1分钟前
ycyang完成签到,获得积分10
1分钟前
FashionBoy应助醉熏的飞薇采纳,获得10
1分钟前
木光完成签到,获得积分10
1分钟前
万默完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Driscoll完成签到 ,获得积分10
1分钟前
plant完成签到,获得积分10
1分钟前
ycyang发布了新的文献求助30
1分钟前
宇文千万完成签到,获得积分10
1分钟前
CQ完成签到 ,获得积分10
1分钟前
周全完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ypres完成签到 ,获得积分10
1分钟前
任性的白玉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小男孩完成签到,获得积分10
1分钟前
酷酷小子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
leave完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Future Approaches to Electrochemical Sensing of Neurotransmitters 1000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
Finite Groups: An Introduction 800
壮语核心名词的语言地图及解释 700
ВЕРНЫЙ ДРУГ КИТАЙСКОГО НАРОДА СЕРГЕЙ ПОЛЕВОЙ 500
ВОЗОБНОВЛЕН ВЫПУСК ЖУРНАЛА "КИТАЙ" НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3907016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3452408
关于积分的说明 10870299
捐赠科研通 3178275
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1755892
邀请新用户注册赠送积分活动 849170
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 791387