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:92
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
sunny完成签到 ,获得积分10
2秒前
薯条发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
6秒前
6秒前
fancy完成签到 ,获得积分10
7秒前
Akim应助向前采纳,获得10
7秒前
刘之捷发布了新的文献求助10
8秒前
lii发布了新的文献求助20
8秒前
Xi发布了新的文献求助10
8秒前
KK完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
田様应助木木夕彤采纳,获得10
11秒前
orchid完成签到,获得积分10
12秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
12秒前
zz9301x发布了新的文献求助30
13秒前
14秒前
16秒前
智慧刘完成签到,获得积分10
16秒前
fyc关注了科研通微信公众号
16秒前
17秒前
可爱的函函应助Muzzao采纳,获得20
18秒前
19秒前
向前发布了新的文献求助10
19秒前
cdercder应助青竹采纳,获得10
20秒前
22秒前
22秒前
xiaoxiao发布了新的文献求助10
22秒前
领导范儿应助123采纳,获得30
23秒前
世纪发布了新的文献求助10
23秒前
科研通AI6.2应助xue采纳,获得10
24秒前
刘之捷完成签到,获得积分20
24秒前
小蘑菇应助coollz采纳,获得10
25秒前
bkagyin应助jiaweiluo采纳,获得10
25秒前
GingerF应助Skywings采纳,获得50
26秒前
26秒前
26秒前
学术大拿发布了新的文献求助10
26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
A Study of the Model by which Principals’ Leadership Behaviour Influences Student Learning Outcomes in Elementary Schools 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 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 7709527
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9266543
关于积分的说明 20060882
捐赠科研通 7285754
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296711
关于科研通互助平台的介绍 2451280
邀请新用户注册赠送积分活动 2303671