Selective deposition and stable encapsulation of lithium through heterogeneous seeded growth

成核 材料科学 法拉第效率 阳极 金属锂 锂(药物) 化学工程 电解质 金属 溶解度 纳米技术 无机化学 电极 化学 冶金 有机化学 工程类 内分泌学 物理化学 医学
作者
Kai Yan,Zhenda Lu,Hyun‐Wook Lee,Feng Xiong,Po‐Chun Hsu,Yuzhang Li,Jie Zhao,Steven Chu,Yi Cui
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:1 (3) 被引量:1685
标识
DOI:10.1038/nenergy.2016.10
摘要

Lithium metal is an attractive anode material for rechargeable batteries, owing to its high theoretical specific capacity of 3,860 mAh g−1. Despite extensive research efforts, there are still many fundamental challenges in using lithium metal in lithium-ion batteries. Most notably, critical information such as its nucleation and growth behaviour remains elusive. Here we explore the nucleation pattern of lithium on various metal substrates and unravel a substrate-dependent growth phenomenon that enables selective deposition of lithium metal. With the aid of binary phase diagrams, we find that no nucleation barriers are present for metals exhibiting a definite solubility in lithium, whereas appreciable nucleation barriers exist for metals with negligible solubility. We thereafter design a nanocapsule structure for lithium metal anodes consisting of hollow carbon spheres with nanoparticle seeds inside. During deposition, the lithium metal is found to predominantly grow inside the hollow carbon spheres. Such selective deposition and stable encapsulation of lithium metal eliminate dendrite formation and enable improved cycling, even in corrosive alkyl carbonate electrolytes, with 98% coulombic efficiency for more than 300 cycles. Uncontrolled lithium deposition during cycling is a major concern in the development of lithium-based batteries. Here, the authors analyse the lithium nucleation pattern on various metal substrates and demonstrate that lithium can be selectively deposited in a nanoseed inside hollow carbon spheres.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
可靠F完成签到 ,获得积分10
4秒前
毛毛球应助凤凰之玉采纳,获得20
5秒前
5秒前
Lei发布了新的文献求助10
8秒前
英姑应助无足鸟采纳,获得10
10秒前
杜十二完成签到,获得积分10
11秒前
Amai完成签到,获得积分10
15秒前
nenoaowu发布了新的文献求助10
15秒前
大大怪发布了新的文献求助10
16秒前
阿朱嘻嘻发布了新的文献求助10
16秒前
乐乐应助Lei采纳,获得10
19秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得20
25秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
雪满头应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
25秒前
无花果应助yuaaaann采纳,获得10
27秒前
28秒前
28秒前
28秒前
飘逸妙柏完成签到 ,获得积分10
29秒前
研友_VZG7GZ应助YHQ采纳,获得10
31秒前
忐忑的驳发布了新的文献求助10
32秒前
一个有点长的序完成签到,获得积分10
32秒前
希言发布了新的文献求助10
33秒前
我只想躺平完成签到 ,获得积分10
34秒前
善学以致用应助小卒采纳,获得10
34秒前
Charles_Rowan应助kmzzy采纳,获得10
35秒前
38秒前
38秒前
从容保温杯完成签到,获得积分10
39秒前
zhalc关注了科研通微信公众号
42秒前
43秒前
Ride发布了新的文献求助10
43秒前
43秒前
高分求助中
LNG地下式貯槽指針(JGA Guideline-107)(LNG underground storage tank guidelines) 1000
Generalized Linear Mixed Models 第二版 1000
rhetoric, logic and argumentation: a guide to student writers 1000
QMS18Ed2 | process management. 2nd ed 1000
Asymptotically optimum binary codes with correction for losses of one or two adjacent bits 800
Preparation and Characterization of Five Amino-Modified Hyper-Crosslinked Polymers and Performance Evaluation for Aged Transformer Oil Reclamation 600
Operative Techniques in Pediatric Orthopaedic Surgery 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2924016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2569289
关于积分的说明 6942756
捐赠科研通 2223718
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1182183
版权声明 588984
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 578493