General construction of lithiophilic 3D skeleton for dendrite-free lithium metal anode via a versatile MOF-derived route

阳极 材料科学 过电位 复合数 阴极 锂(药物) 化学工程 电极 枝晶(数学) 碳纤维 金属 电化学 纳米技术 复合材料 冶金 化学 内分泌学 工程类 物理化学 数学 几何学 医学
作者
Liyan Zeng,Ting Zhou,Xijun Xu,Fangkun Li,Jiadong Shen,Dechao Zhang,Jun Liu,Min Zhu
出处
期刊:Science China. Materials [Springer Science+Business Media]
卷期号:65 (2): 337-348 被引量:49
标识
DOI:10.1007/s40843-021-1764-x
摘要

The pursuit of high-mileage models results in the recurrence of lithium metal batteries (LMBs) to researchers’ horizon. However, the lithium (Li) metal anode for LMBs undergoes the uncontrollable formation of Li dendrites and infinite volume change during cycling, impeding its practical application. To overcome these challenges, we developed a metal-organic framework (MOF)-derived pathway to construct lithiophilic three-dimensional (3D) skeleton using different substrates (e.g., carbon cloth (CC) and Cu mesh) for dendrite-free lithium metal anodes. As a typical example, the MOF-derived ZnO/nitrogen-doped carbon (NC) nanosheet-modified 3D CC was well-constructed as a lithiophilic hierarchical host (CC@ZnO/NC@Li) for molten Li infiltration. Benefiting from the lithiophilic N-functional groups and LiZn alloy, the synthesized CC@ZnO/NC@Li composite anode promoted the uniform distribution of Li, resulting in a dendrite-free morphology. Meanwhile, the 3D conductive carbon skeleton enhanced the reaction kinetics and buffered the volume change of the electrode. The CC@ZnO/NC@Li composite anode presented a prolonged lifespan of over 1000 cycles at 5 mA cm−2 with a low overpotential of 19 mV. Coupled with a LiFePO4 cathode, the CC@ZnO/NC@Li composite anode also exhibited superior electrochemical properties in the full-cell system. This versatile strategy may open up the channel of designing multi-functional lithiophilic 3D hosts for the Li metal anode.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
进击的研狗完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
SiDi完成签到,获得积分10
2秒前
搜集达人应助Carry采纳,获得10
3秒前
刘果果完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
moon689发布了新的文献求助10
4秒前
七月完成签到,获得积分10
4秒前
ZOEzoe发布了新的文献求助30
5秒前
6秒前
摆烂研究牲完成签到,获得积分10
6秒前
脑洞疼应助酷酷白凡采纳,获得10
7秒前
既白完成签到 ,获得积分10
7秒前
Elliot_315发布了新的文献求助10
7秒前
Luckqi6688完成签到,获得积分10
8秒前
小广完成签到,获得积分10
9秒前
秋迎夏完成签到,获得积分0
9秒前
ocdspkss完成签到,获得积分10
10秒前
月月完成签到,获得积分10
10秒前
儒雅致远发布了新的文献求助10
10秒前
淡然冬灵发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
wy完成签到,获得积分20
12秒前
马马马发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
gc发布了新的文献求助10
13秒前
ding应助娜娜呀采纳,获得20
13秒前
14秒前
娃娃菜妮完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
16秒前
孙福禄应助过时的砖头采纳,获得10
16秒前
爱吃巧乐兹的猹完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
CHEN__02_完成签到 ,获得积分10
17秒前
vv发布了新的文献求助10
19秒前
遇见完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 330
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3986829
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529292
关于积分的说明 11244137
捐赠科研通 3267685
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803843
邀请新用户注册赠送积分活动 881223
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808600