In situ generation of Li3N concentration gradient in 3D carbon-based lithium anodes towards highly-stable lithium metal batteries

阳极 电解质 金属锂 锂(药物) 阴极 材料科学 化学工程 枝晶(数学) 沉积(地质) 扩散 纳米技术 电极 化学 物理化学 几何学 数学 古生物学 内分泌学 工程类 物理 热力学 沉积物 生物 医学
作者
Wenzhu Cao,Weimin Chen,Mi Lu,Cheng Zhang,Tian Du,Liang Wang,Faquan Yu
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:76: 648-656 被引量:86
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2022.09.025
摘要

The uncontrolled dendrite growth of lithium metal anodes (LMAs) caused by unstable anode/electrolyte interface and uneven lithium deposition have impeded the practical applications of lithium metal batteries (LMBs). Constructing a robust artificial solid electrolyte interphase (SEI) and regulating the lithium deposition behavior is an effective strategy to address these issues. Herein, a three-dimensional (3D) lithium anode with gradient Li3N has been in-situ fabricated on carbon-based framework by thermal diffusion method (denoted as CC/Li/Li3N). Density functional theory (DFT) calculations reveal that Li3N can effectively promote the transport of Li+ due to the low energy barrier of Li+ diffusion. As expected, the Li3N-rich conformal artificial SEI film can not only effectively stabilize the interface and avoid parasitic reactions, but also facilitate fast Li+ transport across the SEI layer. The anode matrix with uniformly distributed Li3N can enable homogenous deposition of Li, thus preventing Li dendrite propagation. Benefiting from these merits, the CC/Li/Li3N anode achieves ultralong-term cycling for >1000 h at a current density of 2 mA cm−2 and dendrite-free Li deposition at an ultrahigh rate of 20 mA cm−2. Moreover, the full cells coupled with LiFePO4 cathodes show extraordinary cycling stability for >300 cycles in liquid-electrolyte-based batteries and display a high-capacity retention of 96.7% after 100 cycles in solid-state cells, demonstrating the promising prospects for the practical applications of LMBs.
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
刚刚
刚刚
烟花应助救救我采纳,获得10
1秒前
1秒前
后蹄儿完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Yuki酱完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
专注思远发布了新的文献求助10
3秒前
凉白开完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
unicorn完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
LI发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
酷波er应助1282941496采纳,获得10
7秒前
unicorn发布了新的文献求助30
8秒前
文章多多发布了新的文献求助10
8秒前
Lee_yuan发布了新的文献求助10
10秒前
奋斗忆灵发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
YX完成签到,获得积分10
11秒前
mmmm发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
lifeng发布了新的文献求助10
14秒前
mark发布了新的文献求助10
15秒前
Chris完成签到,获得积分10
15秒前
zyy发布了新的文献求助30
15秒前
orforu完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
段盈完成签到,获得积分10
16秒前
YL完成签到,获得积分10
17秒前
无名小卒完成签到,获得积分10
17秒前
抹茶麻薯完成签到 ,获得积分10
18秒前
张欢馨应助zxx采纳,获得30
19秒前
高分求助中
(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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
汪玉姣:《金钱与血脉:泰国侨批商业帝国的百年激荡(1850年代-1990年代)》(2025) 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6415184
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8234218
关于积分的说明 17485766
捐赠科研通 5468178
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889021
邀请新用户注册赠送积分活动 1865920
关于科研通互助平台的介绍 1703553