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 医学 工程类 内分泌学 物理化学 数学 几何学
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 Nature]
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
Fsy发布了新的文献求助30
刚刚
科研通AI2S应助ada采纳,获得10
刚刚
高兴123发布了新的文献求助10
1秒前
畅快若剑发布了新的文献求助10
1秒前
温婉的谷菱完成签到,获得积分10
1秒前
OKYT发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
独特的鹅完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
4秒前
Simo发布了新的文献求助10
5秒前
小二郎应助ECHO采纳,获得10
5秒前
椰子完成签到 ,获得积分10
5秒前
iNk应助花花采纳,获得20
6秒前
6秒前
7秒前
五档起步发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
欣慰的小甜瓜完成签到 ,获得积分10
8秒前
兔子发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
xxwyj完成签到,获得积分10
9秒前
Owen应助岳勇震采纳,获得10
10秒前
10秒前
星辰大海应助你好文献采纳,获得10
10秒前
orixero应助Bert采纳,获得10
10秒前
hsss发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
畅快若剑完成签到,获得积分10
10秒前
lzy完成签到,获得积分10
11秒前
lin发布了新的文献求助10
11秒前
浅念发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
曹小妍发布了新的文献求助10
11秒前
阿颦完成签到,获得积分10
12秒前
绵羊不爱学习完成签到,获得积分10
12秒前
传奇3应助东方三问采纳,获得10
12秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Reliability Monitoring Program 500
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5340559
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4476999
关于积分的说明 13933590
捐赠科研通 4372846
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2402602
邀请新用户注册赠送积分活动 1395511
关于科研通互助平台的介绍 1367572