Porous lithiophilic Cu-Sn solid solution current collector for dendrite-free lithium metal batteries

过电位 材料科学 成核 法拉第效率 电镀(地质) 电解质 集电器 化学工程 电化学 电流密度 相(物质) 枝晶(数学) 多孔性 锂(药物) 剥离(纤维) 分析化学(期刊) 电极 复合材料 热力学 物理化学 几何学 医学 地球物理学 数学 化学 有机化学 内分泌学 色谱法 工程类 地质学 物理 量子力学
作者
Xiangyu Fei,Hui Gao,Yanzhao Xu,Wensheng Ma,Bin Yu,Fuquan Tan,Guanhua Cheng,Zhonghua Zhang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:65: 103079-103079 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.103079
摘要

Lithium metal batteries (LMBs) have high energy density but suffer from the formation of Li dendrites and unstable solid electrolyte interface. Herein, a three-dimensional porous Cu-Sn solid solution was designed as current collector for LMBs and was fabricated through the combination of vapor phase alloying with subsequent vapor phase dealloying. The effect of the Sn addition on electrochemical performances and Li plating/stripping behaviors was investigated using in-situ X-ray diffraction, ex-situ scanning electron microscopy, as well as density functional theory calculations. As benchmarked with porous Cu (3D-Cu), the addition of lithiophilic Sn can efficiently improve the Li plating/stripping performance, especially for the 1.5 at.% Sn addition (3D-Cu98.5Sn1.5). The 3D-Cu98.5Sn1.5 current collector maintains coulombic efficiency of 95 % up to 200 cycles at 1 mA cm−2. Moreover, the existence of Sn in solid solution exhibits a much lower binding energy (-3.223 eV) and nucleation overpotential (28.9 mV) compared with those of 3D-Cu, indicating that the metallic Li is extremely susceptible to nucleation and growth on the surface. Additionally, the gas evolution scenarios were probed by on-line differential electrochemical mass spectrometry. Our findings show that the 3D-Cu98.5Sn1.5 current collector effectively enhances the uniformity of Li plating and suppresses the generation of dendrites in LMBs.
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
zzj完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
Lili发布了新的文献求助10
3秒前
叁壹粑粑完成签到,获得积分10
5秒前
Clare发布了新的文献求助10
7秒前
zmk完成签到,获得积分10
8秒前
8R60d8应助天空中飞翔的鱼采纳,获得10
9秒前
lemon完成签到 ,获得积分10
10秒前
13秒前
14秒前
kkkran2完成签到,获得积分10
15秒前
我是老大应助mimimi采纳,获得10
17秒前
wy123完成签到 ,获得积分10
18秒前
淡淡白枫发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
寻舟者完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
28秒前
完美世界应助Jiaxiao采纳,获得10
28秒前
29秒前
30秒前
坦率面包完成签到,获得积分10
30秒前
Ymir完成签到,获得积分10
30秒前
温柔的代曼完成签到,获得积分20
30秒前
胡萝卜icc发布了新的文献求助10
31秒前
32秒前
温婉的绿真完成签到,获得积分10
33秒前
mimimi发布了新的文献求助10
33秒前
研友_VZG7GZ应助菜大炮采纳,获得10
33秒前
Ymir发布了新的文献求助10
34秒前
35秒前
36秒前
严剑封完成签到,获得积分10
37秒前
甜蜜的曼冬完成签到 ,获得积分10
37秒前
40秒前
mimimi完成签到,获得积分10
43秒前
pcx完成签到,获得积分10
44秒前
Parotodus发布了新的文献求助10
47秒前
老肖应助ll采纳,获得10
48秒前
Lili关注了科研通微信公众号
49秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3140361
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2791216
关于积分的说明 7798259
捐赠科研通 2447643
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1301996
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626359
版权声明 601194