Mitigating dendrite formation and electrolyte decomposition via functional double layers coating on copper current collector in anode-free lithium metal battery

材料科学 成核 阳极 电解质 集电器 化学工程 纳米颗粒 锂(药物) 法拉第效率 电极 阴极 电池(电) 枝晶(数学) 涂层 图层(电子) 纳米技术 冶金 化学 有机化学 物理化学 内分泌学 功率(物理) 工程类 物理 医学 量子力学 数学 几何学
作者
Nigusu Tiruneh Temesgen,Wodaje Addis Tegegne,Kassie Nigus Shitaw,Fekadu Wubatu Fenta,Yosef Nikodimos,Bereket Woldegbreal Taklu,Shi‐Kai Jiang,Chen‐Jui Huang,She‐Huang Wu,Wei−Nien Su,Bing‐Joe Hwang
出处
期刊:Journal of The Taiwan Institute of Chemical Engineers [Elsevier BV]
卷期号:128: 87-97 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.jtice.2021.09.008
摘要

Anode-free lithium metal batteries (AFLMBs) are promising power sources. However, Li dendrite and dead Li formation hindered it from practical applications. These challenges mainly result from inhomogeneous Li plating and fragile SEI due to the rough bare copper (bare Cu) surface and commonly used carbonate electrolytes. Herein, we designed a two-step modification on the copper surface with synthesized Ag nanoparticles wrapped with polydopamine ([email protected]) and an artificial protection film (APF) to introduce an interface functional double layers. The first layer serves as Li-seeds for uniform Li nucleation and deposition. The latter (PVDF-HFP/LiTFSI) encapsulates the deposited Li to promote the formation of an anion-derived compact SEI film and minimize the inevitable electrolyte decomposition with Li. It is found that the double-layer coating on copper enables homogenous and Li dendrite-free morphology. The anode-free cell with double layer-coated copper and NMC cathode maintains a superior coulombic efficiency (CE) of 98.15% and over 70 cycles at 40% capacity retention (CR) compared to the CE of 96.18% after 25 cycles at 40% CR on the bare Cu under 0.2 mA cm−2. These prominent achievements stem from the synergetic role of the lithiophilic Ag nanoparticles and the generation of an anion-derived robust LiF-rich SEI film. This study offers an alternative approach for current collector surface modification for the feasibility of AFLMBs.
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
yuanhao完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
CAOHOU应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
鸣笛应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
acceptedsxy应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
深情安青应助ddffgz采纳,获得10
1秒前
YMY完成签到,获得积分10
1秒前
买瓜吗完成签到,获得积分10
2秒前
000发布了新的文献求助10
2秒前
yevaaaa发布了新的文献求助10
2秒前
huhu完成签到,获得积分10
3秒前
小飞侠来咯完成签到,获得积分10
4秒前
Yan完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
汉堡包应助斯文的珊采纳,获得10
4秒前
糖诗完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
买瓜吗发布了新的文献求助10
5秒前
dudu完成签到,获得积分10
6秒前
LX发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
owoow完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
000完成签到,获得积分20
8秒前
靓丽雨梅完成签到 ,获得积分10
9秒前
小蘑菇应助清浅时光采纳,获得10
9秒前
传奇3应助SGQT采纳,获得10
9秒前
糊涂的元珊完成签到 ,获得积分10
9秒前
外向不愁发布了新的文献求助10
9秒前
yevaaaa完成签到,获得积分10
10秒前
屈超完成签到 ,获得积分10
10秒前
高分求助中
【重要!!请各位用户详细阅读此贴】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
Semantics for Latin: An Introduction 1055
Plutonium Handbook 1000
Three plays : drama 1000
International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Madrid Code) (Regnum Vegetabile) 1000
Psychology Applied to Teaching 14th Edition 600
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 600
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4100156
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3637941
关于积分的说明 11527777
捐赠科研通 3346868
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1839422
邀请新用户注册赠送积分活动 906727
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 823940