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斯坦福大學(xué)：可控制厚度的鋰電池用超薄鋰金屬-石墨烯氧化物主箔

時(shí)間:2021-05-26 10:57來(lái)源:材料分析與應(yīng)用作者:綜合報(bào)道

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1 成果簡(jiǎn)介

薄的鋰金屬箔（≤20 μm）和獨(dú)立的鋰金屬箔可實(shí)現(xiàn)負(fù)極材料和高能量密度鋰電池的精確預(yù)鋰化。現(xiàn)有的鋰金屬箔太厚（通常為50到750 μm），或者機(jī)械易碎性太差，不適用于這些應(yīng)用。本文，斯坦福大學(xué)崔屹教授團(tuán)隊(duì)在《Nature Energy》期刊發(fā)表名為“Free-standing ultrathin lithium metal–graphene oxide host foils with controllable thickness for lithium batteries”的論文，研究開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)單和可擴(kuò)展的方法，在氧化石墨烯主體內(nèi)合成超薄(0.5 ~ 20 μm)、獨(dú)立且機(jī)械堅(jiān)固的鋰金屬箔。

除了約0.1至3.7 mAh cm -2的低面積容量與傳統(tǒng)的純Li金屬箔相比，該Li箔的機(jī)械強(qiáng)度也大大提高了。Li箔可以將石墨（93％）和硅（79.4％）陽(yáng)極的初始庫(kù)侖效率提高到100％左右，而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的Li殘留物，并且可以將鋰離子全電池的容量提高8％。使用這種薄的Li復(fù)合陽(yáng)極，可將Li金屬滿電池的循環(huán)壽命延長(zhǎng)9倍。

2 圖文導(dǎo)讀

圖1：微米級(jí)薄主體和鋰金屬膜的設(shè)計(jì)與制造。

圖2：超薄Li - eGF膜的表征

圖3：超薄Li-eGF薄膜可實(shí)現(xiàn)精確的預(yù)鋰化和理想的石墨陽(yáng)極ICE。

圖4：超薄Li- eGF薄膜改善了硅陽(yáng)極的初始ICE和循環(huán)穩(wěn)定性。

圖5：超薄Li-eGF薄膜提高了鋰金屬的穩(wěn)定性 LFP滿格。

3 小結(jié)

綜上所述，本文開(kāi)發(fā)出一種制造超薄，獨(dú)立和承載的Li金屬膜的工藝，并展示了在預(yù)鋰化和高能量密度LMB中的應(yīng)用。通過(guò)將電極厚度減小到微米級(jí)并同時(shí)提高陽(yáng)極穩(wěn)定性，可調(diào)節(jié)的微米級(jí)薄且獨(dú)立的Li-eGF薄膜為將來(lái)的高能量密度Li電池提供了一條途徑。這也表明，這種微米級(jí)的技術(shù)可能會(huì)打破當(dāng)前制造中電極厚度的限制。

DOI：10.1038/s41560-021-00833-6

https://doi.org/10.1038/s41560-021-00833-6

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：鋰電池斯坦福大學(xué) 鋰金屬石墨烯氧化物主箔

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