Conformal coating of lithium-zinc alloy on 3D conducting scaffold for high areal capacity dendrite-free lithium metal batteries

法拉第效率 保形涂层 材料科学 阳极 成核 电池(电) 阴极 锂(药物) 化学工程 枝晶(数学) 合金 电镀(地质) 涂层 纳米技术 复合材料 电极 化学 工程类 地质学 内分泌学 物理化学 功率(物理) 有机化学 物理 医学 量子力学 数学 地球物理学 几何学
作者
Haobin Song,Tingting He,Jiayan Liu,Ye Wang,Xue Liang Li,Jing Liu,Daohong Zhang,Hui Ying Yang,Junping Hu,Shaozhuan Huang
出处
期刊:Carbon [Elsevier]
卷期号:181: 99-106 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2021.05.002
摘要

Li metal anode holds great promise to realize high-energy battery systems. However, the uncontrollable Li dendrites formation and infinite volume changes of Li severely hinder its practical applications. Herein, a 3D conductive carbon fibre with conformal lithiophilic Zn coating ([email protected]) is developed to guide uniform Li plating/stripping and accommodate a large amount of Li metal. Phase evolution mechanism reveals that lithiated zinc (LiZn) alloy plays the real role in regulating the Li plating. Through the conformal incorporation of LiZn alloy, the Li affinity of carbon fibre has been improved significantly, which reduces the Li nucleation barrier and enables homogeneous Li nucleation and growth surround the carbon fibre, forming a conformal [email protected]@Li structure at initial stage. The 3D lithiophilic [email protected] scaffold with interconnected pores serves as robust host for high Li loading with small volume fluctuation, resulting in a dendrite-free Li metal battery with high areal capacity (up to 12 mAh cm−2). Moreover, the [email protected] electrode exhibits a high Coulombic efficiency of 97.1% at 5 mA cm−2, long cycle life of 280 cycles at 2 mA cm−2 and excellent rate performance (∼70 mV voltage hysteresis at 5 mA cm−2). Furthermore, excellent cyclability and rate performance are realized in full-cell batteries with [email protected]–Li anode and LiFePO4 cathode. This work demonstrates a low-cost and lithiophilic alloy matrix for the fabrication of stable Li metal anode toward next-generation high-energy battery systems.
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
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
安静采枫完成签到 ,获得积分10
刚刚
dx完成签到,获得积分10
刚刚
liwanyi完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
吃嗯完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI5应助顺心碧菡采纳,获得10
1秒前
2秒前
李爱国应助合适友儿采纳,获得10
3秒前
Baraka发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
minekirito发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
李健应助大气瑾瑜采纳,获得10
5秒前
SDS发布了新的文献求助10
5秒前
Wmhuahuaood发布了新的文献求助10
6秒前
热心的绮山完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
科研通AI5应助罗浩禹采纳,获得10
9秒前
田様应助Wmhuahuaood采纳,获得10
9秒前
shin0324发布了新的文献求助10
10秒前
万能图书馆应助Baraka采纳,获得10
10秒前
tmxx发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
小二郎应助哈哈采纳,获得10
12秒前
Scidog发布了新的文献求助30
13秒前
合适友儿完成签到,获得积分10
14秒前
momo发布了新的文献求助10
14秒前
852应助xiaoxiao采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
orixero应助longtengfei采纳,获得10
18秒前
上官若男应助tmxx采纳,获得10
19秒前
19秒前
20秒前
20秒前
mof发布了新的文献求助10
20秒前
dfvjdsk发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Mechanistic Modeling of Gas-Liquid Two-Phase Flow in Pipes 2500
Kelsen’s Legacy: Legal Normativity, International Law and Democracy 1000
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 610
Interest Rate Modeling. Volume 3: Products and Risk Management 600
Interest Rate Modeling. Volume 2: Term Structure Models 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3543968
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3121180
关于积分的说明 9345951
捐赠科研通 2819266
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1550071
邀请新用户注册赠送积分活动 722375
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 713169