A Smart Non‐Sacrificial Interphase for Improved Lithium Reversibility in Anode‐Free Solid‐State Lithium Metal Batteries

法拉第效率 电解质 锂(药物) 材料科学 成核 化学工程 金属锂 相间 阳极 溶解 金属 多收费 容量损失 硼酸锂 无机化学 分解 沸石咪唑盐骨架 纳米技术 枝晶(数学) 锂电池 氟化锂 电极 吸附 磷酸钒锂电池 沉积(地质) 化学
作者
Qianwen Yin,Shenghong Wang,Yuhao Duan,Hongzhang Zhang,Ming Jiang,Xiaofei Yang,Xianfeng Li
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:138 (17) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/ange.8031463
摘要

ABSTRACT Anode‐free solid‐state lithium metal batteries offer high energy density and enhanced safety, but their development is hindered by unstable solid electrolyte interphase formation and uncontrolled lithium deposition, which cause rapid capacity decay. To address these challenges, we introduced a smart non‐sacrificial interphase (SNI) using 5‐nitro‐2‐mercaptobenzimidazole (N‐MBI) additive. N‐MBI spontaneously forms an ultrathin self‐assembled layer on copper current collectors before lithium deposition, creating a protective interface that isolates lithium metal from the electrolyte and suppresses parasitic reactions. During initial lithiation, the adsorbed N‐MBI undergoes in‐situ lithiation to form 5‐amino‐2‐mercaptobenzimidazole lithium (Li‐NH 2 ‐MBI), which maintains strong interfacial adhesion and preferential affinity with lithium metal. This Li‐NH 2 ‐MBI SNI guides uniform lithium nucleation and growth beneath the protective interface, preventing dendrite formation. As a result, electrolyte decomposition is minimized, and lithium deposition and dissolution are highly reversible. This approach significantly improves performance: Li|Cu half‐cells achieve an average Coulombic efficiency of 99.3%, and Cu||LiFePO 4 pouch cells retain 52.4% capacity at 0.2 C after 100 cycles, a 19.6% improvement over the widely adopted LiNO 3 sacrificial additive. At 0.5C, the N‐MBI additive increases capacity retention after 100 cycles to 55.4%. The work validates an effective molecular‐level strategy for stabilizing lithium metal anodes in anode‐free configurations through SNI design.
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
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
刚刚
Orange应助Una采纳,获得10
刚刚
刚刚
张jiu完成签到,获得积分10
1秒前
蔡蔡发布了新的文献求助30
1秒前
兜兜窦发布了新的文献求助10
2秒前
wrr发布了新的文献求助10
2秒前
元煜祺完成签到,获得积分10
2秒前
yhy完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
彭dada完成签到,获得积分10
3秒前
热心市民小红花完成签到,获得积分0
3秒前
勤劳的康乃馨完成签到,获得积分20
3秒前
大愚海棠发布了新的文献求助10
4秒前
拼搏晓啸发布了新的文献求助10
4秒前
谨慎翎完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
儒雅完成签到 ,获得积分10
5秒前
orixero应助青木采纳,获得10
5秒前
5秒前
wlnhyF完成签到,获得积分10
5秒前
Ther发布了新的文献求助10
5秒前
来了完成签到,获得积分10
5秒前
小何爱学习完成签到,获得积分10
6秒前
研友-wbg-LjbQIL完成签到,获得积分10
6秒前
高兴的薯片完成签到,获得积分20
6秒前
111发布了新的文献求助10
6秒前
寄草完成签到,获得积分10
6秒前
搞怪的千秋完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
zai发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
壮观的寒松完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
积极的访云完成签到,获得积分10
7秒前
zfd完成签到,获得积分10
8秒前
人不如故完成签到,获得积分10
8秒前
情怀应助酷酷绮菱采纳,获得10
8秒前
田小甜完成签到 ,获得积分10
8秒前
lemon发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
CLSI M07 2024 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7248201
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8871125
关于积分的说明 18715896
捐赠科研通 6927246
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3198181
关于科研通互助平台的介绍 2373861
邀请新用户注册赠送积分活动 2173014