研究团队采用空腔二氧化硅微球结构抑制锂枝晶生长

作者:亚博全站APP登录发布时间:2022-01-11 10:06

本文摘要:据外媒报导,美国化学学会期刊(ACSjournal)《纳米快报》公开发表了一篇论文,研究人员使用空腔二氧化硅微球(hollowsilicamicrospheres)结构,用作容纳锂离子,其碳纳米管内心可抑制枝晶生长(dendritegrowth)。由于枝晶生长被诱导,在展开200多次充放电后,其电极仍能保持高速镀/汽提效率高约99%。锂金属电池(lithiummetalbatteries,LMBs)取得业内的很大注目,因为其能量密度较高。

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据外媒报导,美国化学学会期刊(ACSjournal)《纳米快报》公开发表了一篇论文,研究人员使用空腔二氧化硅微球(hollowsilicamicrospheres)结构,用作容纳锂离子,其碳纳米管内心可抑制枝晶生长(dendritegrowth)。由于枝晶生长被诱导,在展开200多次充放电后,其电极仍能保持高速镀/汽提效率高约99%。锂金属电池(lithiummetalbatteries,LMBs)取得业内的很大注目,因为其能量密度较高。在锂金属电池中,锂金属的比容量低(3860mAhg?1),相比于标准款氢电极(hydrogenelectrode),而电化电势较低(?3.04V)。

因此,锂是一款理想的阳极材料。然而,锂下陷不均匀分布不会造成枝晶生长,使电池的充放电效率(循环效率,cyclingefficiency)弱化,乃至电池内部经常出现短路,从而引起电池故障及安全性风险。最近,业内建议使用电解液添加剂(electrolyteadditives)、平稳的界面层(stableinterfaciallayers)及标记电极(modifiedelectrodes)等多种方式,目的解决问题锂金属阳极的关键性问题。现已证实,利用架构调整锂枝晶积存是最高效的方式。

尽管非均质结构(heterogeneousstructure)在调节沉积不道德(depositionbehavior)中充分发挥着最重要起到,但锂金属的细致管控机制受限于电泳条件(depositionconditions),如:沉积性能(depositioncapacity)及电流密度(currentdensity)。因此,若沉积性能过低,必须改良该款非均质结构,必须引领,使其均匀沉淀法。该团队设计了填充微型笼式结构(compositemicrocage),配上碳纳米管内心(carbonnanotubecore)及多孔硅护层(poroussilicasheath)。

填充微型笼式结构可容纳锂金属,其非均质结构可被用于锂离子捕捉器(trapper)。在实验过程中,研究团队找到能高效地囤积锂金属,其电化学性能(electrochemicalperformance)极好。


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