Dynamic spatial progression of isolated lithium during battery operations

阳极 法拉第效率 电解质 阴极 电池(电) 极化(电化学) 溶解 容量损失 锂(药物) 电压 电流密度 材料科学 化学工程 化学 电极 电气工程 热力学 物理 医学 功率(物理) 工程类 物理化学 量子力学 内分泌学
作者
Fang Liu,Rong Xu,Yecun Wu,David Boyle,Ankun Yang,Jinwei Xu,Yangying Zhu,Yusheng Ye,Zhiao Yu,Zewen Zhang,Xin Xiao,Wenxiao Huang,Hansen Wang,Hao Chen,Yi Cui
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:600 (7890): 659-663 被引量:229
标识
DOI:10.1038/s41586-021-04168-w
摘要

The increasing demand for next-generation energy storage systems necessitates the development of high-performance lithium batteries1-3. Unfortunately, current Li anodes exhibit rapid capacity decay and a short cycle life4-6, owing to the continuous generation of solid electrolyte interface7,8 and isolated Li (i-Li)9-11. The formation of i-Li during the nonuniform dissolution of Li dendrites12 leads to a substantial capacity loss in lithium batteries under most testing conditions13. Because i-Li loses electrical connection with the current collector, it has been considered electrochemically inactive or 'dead' in batteries14,15. Contradicting this commonly accepted presumption, here we show that i-Li is highly responsive to battery operations, owing to its dynamic polarization to the electric field in the electrolyte. Simultaneous Li deposition and dissolution occurs on two ends of the i-Li, leading to its spatial progression toward the cathode (anode) during charge (discharge). Revealed by our simulation results, the progression rate of i-Li is mainly affected by its length, orientation and the applied current density. Moreover, we successfully demonstrate the recovery of i-Li in Cu-Li cells with >100% Coulombic efficiency and realize LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 (NMC)-Li full cells with extended cycle life.
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
月秋发布了新的文献求助10
刚刚
万能图书馆应助阿妤采纳,获得10
刚刚
爆米花应助顺利的白山采纳,获得10
1秒前
susu完成签到 ,获得积分10
1秒前
heisebeileimao应助111采纳,获得30
3秒前
Owen应助包容代芹采纳,获得10
4秒前
云馨完成签到,获得积分10
4秒前
幽灵发布了新的文献求助10
5秒前
专注的问寒应助黄老牛采纳,获得150
6秒前
bukeshuo发布了新的文献求助10
7秒前
agrlook完成签到,获得积分10
7秒前
小二郎应助chen采纳,获得10
7秒前
9秒前
专注的问寒应助Seona采纳,获得20
9秒前
大个应助xujingyi采纳,获得10
10秒前
biubiubiu发布了新的文献求助10
10秒前
劉劉完成签到 ,获得积分10
11秒前
xz发布了新的文献求助20
13秒前
univ完成签到,获得积分10
14秒前
笑傲江湖完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
kid完成签到,获得积分10
16秒前
Jasper应助123456采纳,获得30
16秒前
lc发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
小白完成签到 ,获得积分10
16秒前
研友_VZG7GZ应助独特的高山采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
温暖发布了新的文献求助10
20秒前
kid发布了新的文献求助10
20秒前
Dskelf完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
22秒前
111给111的求助进行了留言
23秒前
123456完成签到 ,获得积分10
23秒前
香蕉从寒完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
小二郎应助坦率老头采纳,获得10
27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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
Study and Interlaboratory Validation of Simultaneous LC-MS/MS Method for Food Allergens Using Model Processed Foods 500
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5646490
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4771445
关于积分的说明 15035283
捐赠科研通 4805288
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2569581
邀请新用户注册赠送积分活动 1526573
关于科研通互助平台的介绍 1485858