锂金属电池(LMBs)的实际应用仍然受到锂金属负极上不可控的锂枝晶生长和不稳定的固态电解质界面(SEI)的制约。
构建富含无机物的SEI被认为是实现致密锂沉积和抑制界面副反应从而提高LMBs寿命的有效策略。
在此,研究人员提出了一种阴离子还原催化机制,利用2D碲(Te)纳米片作为催化剂,将其均匀地植入基底,设计出一种富含LiF的SEI。
亲锂的Te纳米片可以通过原位锂化反应诱导均匀的锂成核和沉积,生成物Li2Te可以降低阴离子分解的能垒,并促进SEI中LiF的生成。因此,有效地抑制了锂枝晶生长和界面副反应,实现了长循环寿命的LMBs。
在半电池中,Te改性电极具有超过 500 次循环的超长循环寿命,在5mAh cm−2条件下平均库仑效率高达97.8%。
与高质量负载的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2(NCM90)负极配对的高能量密度(405Wh kg−1)软包电池在碳酸酯电解液中展现出稳定的循环性能,平均库仑效率高达99.3%。
采用Te改性锂负极与高质量负载 LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2 (NCM90)正极配对的高能量密度(405Wh kg-1)软包电池,在碳酸酯电解液中表现出稳定的循环性能,平均库仑效率高达 99.3%。
这项工作为富含LiF的SEI提供了一种有前景的阴离子催化剂设计,并为开发高能量密度LMBs铺平了道路。
图文解读
图1: 在Te NSs@rGO和rGO基底上锂沉积/剥离的示意图
图2:Te NSs@rGO的制备和表征
图3:在Te NSs@rGO和rGO电极上的锂沉积/剥离性能
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