Inorganic‐Rich and Flexible Solid‐Electrolyte Interphase Formed Over Dipole‐Dipole Interaction for Highly Stable Lithium‐Metal Anodes

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作者
Jinqi Zhu,Zhe Cui,Shuang He,Hao Wang,Mengluan Gao,Wenqing Wang,Jianmao Yang,Xintong Xu,Junqing Hu,Aijiang Lu,Rujia Zou
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (44) 被引量:13
标识
DOI:10.1002/adfm.202205304
摘要

Abstract The uncontrollable lithium (Li) dendrite growth and unstable solid electrolyte interfaces (SEI) hinder the practical application of Li metal batteries (LMBs). Herein, a PAN/CNTs‐based SiO 2 ‐modified vertical‐cavity film (PCS‐VCF) with a network structure is prepared by a simple spin‐coating process to address these challenges. This new current collector with a polar lithiophilic network stabilizes the Li metal anodes by regulating the chemical environment in carbonate electrolytes. The dipole interaction between the CN groups and the CO groups reduces the high reactivity of the carbonates in the electrolyte, forming an SEI layer with higher inorganic components and enhancing the stability of the electrode/electrolyte interface. The special vertical‐cavity network structure inside the current collector can decrease local current density and suppress the huge volume expansion of Li metal during the cycling process. Consequently, a high‐performance Li metal anode with dendrite‐free morphology is achieved (over 1500 cycles with low overpotential at 20 mA cm −2 in symmetric cells). Furthermore, full cell with the LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 cathode delivers a stable capacity of 164.5 mA h g −1 for 500 cycles at 5 C, with a capacity decay rate of 0.077% per cycle.
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