AEM無陽極金屬鋰電池SEI結構與電沉積形貌的相關性

Mondo 數碼 更新 2024-01-31

鋰金屬因其高容量 (3860 mAhg-1) 和相關的低充電電壓而被認為是下一代鋰二次電池陽極的最終選擇。 然而,鋰的電沉積溶劑化往往是非平面的,具有金屬枝晶、金屬空隙和不穩定的固態電解質相 (SEI)。

這裡德克薩斯大學的D**id Mitin和四川大學的劉偉外壓與10 MPa、固體電解質介面(SEI)結構形貌和鋰金屬沉積剝離行為的相關性。為了模擬無陽極鋰金屬電池 (AF-LMB),使用了商用碳酸鹽電解質"空"對銅集流體進行了分析。 較低的壓力促進了富含有機物的SEI和巨集觀上不均勻的絲狀鋰礦床,這些鋰礦床散布在孔隙中。 更高的壓力促進富含 F 的無機 SEI,從而產生更均勻和緻密的鋰膜。

在 1 mPa 壓力下具有出色的電化學效能:其半電池的容量為 1 mA cm-2 -3 mAh cm-2 (175 m沉積剝離)在300小時(50次迴圈)後保持穩定,迴圈庫侖效率(CE)為998%。在C5充電和C2放電(1C = 178 mA g-1)的條件下,具有高負載NMC622陰極(21 mg cm-2)的AF-LMB電池迴圈200次,CE為99。4%。

圖1DFT 計算

綜上所述,本工作使用一層直接塗覆在集流體上的原生石墨烯(pg@cu)來證明增強的金屬潤濕性能可以直接取代更高的壓力來穩定鋰的電沉積剝離行為。 研究表明,石墨烯層可以在1 MPa下實現無極鋰金屬電池(AF-LMB)的穩定電沉積剝離。 PG 層和 1 MPa 低電壓之間的協同作用使鋰能夠在整個長週期內平面沉積,從而使半電池的庫侖效率 (CE) 為 998%,並實現了大容量負載下整個電池的穩定迴圈。

此外,密度泛函理論(DFT)揭示了溶劑化Li+在Cu(100)、(110)和(111)不同晶面上的吸附能與石墨烯鋰化脫鋰的吸附能之間的差異,從而揭示了載體表面能在促進SEI非均質性中的作用。

圖2電池效能

interrelation between external pressure, sei structure, and electrodeposit morphology in an anode-free lithium metal battery,advanced energy materials2023 doi: 10.1002/aenm.202302261

相關問題答案

    Mysteel鋰電池週報鈷金屬大幅攀公升,鋰鹽收窄跌幅(20231218 20231222)。

    如果您想了解更多精彩內容,快來關注My Steel吧鎳礦 非主要資源傾銷鎳礦分解成本 本週下游情緒趨於緩和,但上游原料鎳礦依然存在。近期,大量拋售非主產國礦資源,加快了鎳礦開採速度,大型工廠收購價格達到美元後,多數企業據此採購。目前,菲律賓主產國自身成本較高,下行後多為觀望。預計下週鎳礦執行疲軟而穩...

    我國鋰電池負極材料行業現狀及行業投資風險

    石墨烯在複合材料等領域的應用日趨成熟,市場增長迅速,如手機觸控螢幕 鋰離子電池 超級電容器 增強塑料 防腐塗料 石墨烯溫控材料等複合材料石墨烯屬於非標產品,針對高階應用市場,需要滿足下游客戶的定製化需求,與客戶關係密切,這也增加了市場壁壘近年來,圍繞石墨烯標準制定的工作也在如火如荼地進行,標準的陸續...

    智研諮詢中國鋰電池矽碳負極材料行業市場分析報告(2024年版)。

    為方便行業專業人士或投資者進一步了解鋰電池矽碳負極材料行業的現狀和前景智慧研究諮詢推出 年中國鋰電池矽碳負極材料行業市場供需形勢及發展前景研究判斷報告 以下簡稱 報告 該報告對中國鋰電池矽碳負極材料市場進行了全面梳理和深入分析,是智研諮詢多年持續跟蹤 實地走訪 研究分析成果的呈現。為保證資料的準確性...

    鋰電池正負極中最稀缺的礦物,磷、鋰、鈷、鎳

    鋰礦 不用說,大家都知道中國缺鋰,雖然中國碳酸鋰產量很大,但 的鋰精礦是從國外進口的。鋰礦的主要生產國是澳大利亞 阿根廷等。磷礦 中國雖然號稱是第二大磷礦儲量國,但約佔世界總量的 但產量卻佔世界總量的 以上。因此,我國基本上不出口磷礦石,但目前高品位磷礦石稀缺,而且一直居高不下。鈷礦 中國鈷礦僅佔全...

    非磁性鋰電池製造商

    什麼是非磁性鋰電池?非磁性鋰電池是一種新型的鋰離子電池,它與傳統鋰電池的不同之處在於它使用新材料來消除傳統鋰電池中電磁干擾的負面影響。因此,非磁性鋰電池具有安全性高 能量密度高等優點。非磁性電池內部不含游離鎳 鈷和其他磁性物質。使用時間長,出料穩定,包裝可按客戶要求進行,無磁性,磁鐵礦不能被吸收,使...