High-energy lithium metal pouch cells with limited anode swelling and long stable cycles

电解质 肿胀 的 阳极 阴极 材料科学 电化学 化学工程 箔法 锂(药物) 金属 复合材料 电极 化学 冶金 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Chaojiang Niu,Hongkyung Lee,Shuru Chen,Qiuyan Li,Jason Du,Wu Xu,Ji‐Guang Zhang,M. Stanley Whittingham,Jie Xiao,Jun Liu
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:4 (7): 551-559 被引量:708
标识
DOI:10.1038/s41560-019-0390-6
摘要

Lithium metal anodes have attracted much attention as candidates for high-energy batteries, but there have been few reports of long cycling behaviour, and the degradation mechanism of realistic high-energy Li metal cells remains unclear. Here, we develop a prototypical 300 Wh kg−1 (1.0 Ah) pouch cell by integrating a Li metal anode, a LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 cathode and a compatible electrolyte. Under small uniform external pressure, the cell undergoes 200 cycles with 86% capacity retention and 83% energy retention. In the initial 50 cycles, flat Li foil converts into large Li particles that are entangled in the solid-electrolyte interphase, which leads to rapid volume expansion of the anode (cell thickening of 48%). As cycling continues, the external pressure helps the Li anode maintain good contact between the Li particles, which ensures a conducting percolation pathway for both ions and electrons, and thus the electrochemical reactions continue to occur. Accordingly, the solid Li particles evolve into a porous structure, which manifests in substantially reduced cell swelling by 19% in the subsequent 150 cycles. Much has been said about the high-energy, long-lasting potential of Li metal batteries, and yet little has been demonstrated at the cell scale. Here, Jun Liu and colleagues demonstrate a Li metal pouch cell with a 300 Wh kg−1 energy density and a 200-cycle lifetime.
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
李健的小迷弟应助陈笙采纳,获得10
刚刚
羽翼发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
gory发布了新的文献求助10
4秒前
AA完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
脑洞疼应助考拉采纳,获得10
8秒前
木易学苑完成签到,获得积分10
8秒前
李爱国应助怡然的凌兰采纳,获得10
9秒前
10秒前
SciGPT应助岚风玉采纳,获得10
10秒前
AA发布了新的文献求助30
11秒前
靓丽枫叶发布了新的文献求助10
14秒前
doubleshake发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
orixero应助不会仰泳的鱼采纳,获得10
18秒前
黄晓梅发布了新的文献求助10
19秒前
尼i发布了新的文献求助30
22秒前
22秒前
24秒前
如意小兔子举报尘间雪求助涉嫌违规
25秒前
周周发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
昔我往矣完成签到 ,获得积分10
26秒前
hahaha完成签到,获得积分10
26秒前
28秒前
29秒前
丘比特应助梨花采纳,获得10
30秒前
31秒前
lnk123完成签到,获得积分10
31秒前
Markov发布了新的文献求助10
32秒前
32秒前
汉堡包应助Pytong采纳,获得10
32秒前
别样完成签到 ,获得积分10
33秒前
邓施展发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
lium发布了新的文献求助10
33秒前
34秒前
斯文败类应助韶孤容采纳,获得10
34秒前
高分求助中
(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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Mass participant sport event brand associations: an analysis of two event categories 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6354716
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8169827
关于积分的说明 17198056
捐赠科研通 5410714
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864105
邀请新用户注册赠送积分活动 1841625
关于科研通互助平台的介绍 1690066