Interfacial friction enabling ≤ 20 μm thin free-standing lithium strips for lithium metal batteries

材料科学 锂(药物) 阳极 金属 薄膜 化学工程 复合材料 纳米技术 电极 冶金 化学 医学 工程类 内分泌学 物理化学
作者
Shaozhen Huang,Zhibin Wu,Bernt Johannessen,Kecheng Long,Piao Qing,Pan He,Xiaobo Ji,Weifeng Wei,Yuejiao Chen,Libao Chen
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:28
标识
DOI:10.1038/s41467-023-41514-0
摘要

A practical high-specific-energy Li metal battery requires thin (≤20 μm) and free-standing Li metal anodes, but the low melting point and strong diffusion creep of lithium metal impede their scalable processing towards thin-thickness and free-standing architecture. In this paper, thin (5 to 50 μm) and free-standing lithium strips were achieved by mechanical rolling, which is determined by the in situ tribochemical reaction between lithium and zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP). A friction-induced organic/inorganic hybrid interface (~450 nm) was formed on Li with an ultra-high hardness (0.84 GPa) and Young's modulus (25.90 GPa), which not only enables the scalable process mechanics of thin lithium strips but also facilitates dendrite-free lithium metal anodes by inhibiting dendrite growth. The rolled lithium anode exhibits a prolonged cycle lifespan and high-rate cycle stability (in excess of more than 1700 cycles even at 18.0 mA cm-2 and 1.5 mA cm-2 at 25 °C). Meanwhile, the LiFePO4 (with single-sided load 10 mg/cm2) ||Li@ZDDP full cell can last over 350 cycles with a high-capacity retention of 82% after the formation cycles at 5 C (1 C = 170 mA/g) and 25 °C. This work provides a scalable approach concerning tribology design for producing practical thin free-standing lithium metal anodes.
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
kc酱爆完成签到,获得积分20
刚刚
Orange应助典雅巧凡采纳,获得10
刚刚
1秒前
jin完成签到,获得积分10
3秒前
大个应助飞飞飞123采纳,获得30
4秒前
whale完成签到,获得积分10
6秒前
早点毕业发布了新的文献求助10
6秒前
zcl完成签到,获得积分20
7秒前
111完成签到,获得积分10
7秒前
龙龙发布了新的文献求助10
7秒前
无籽莓完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
啊莲完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
Ava应助pan采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
子车茗应助金色琥珀采纳,获得10
12秒前
Lucas完成签到,获得积分10
12秒前
独孤骄子完成签到 ,获得积分10
12秒前
遇见关注了科研通微信公众号
14秒前
科研狗发布了新的文献求助10
14秒前
典雅巧凡发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
jjj完成签到 ,获得积分10
17秒前
今后应助渊思采纳,获得10
17秒前
屋顶橙子味给屋顶橙子味的求助进行了留言
19秒前
yy发布了新的文献求助10
21秒前
Alter发布了新的文献求助30
22秒前
22秒前
22秒前
7777777完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
23秒前
23秒前
xiaoxiao完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
zyy完成签到,获得积分10
25秒前
动听的薯条完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
Impact of Mitophagy-Related Genes on the Diagnosis and Development of Esophageal Squamous Cell Carcinoma via Single-Cell RNA-seq Analysis and Machine Learning Algorithms 2000
How to Create Beauty: De Lairesse on the Theory and Practice of Making Art 1000
Gerard de Lairesse : an artist between stage and studio 670
大平正芳: 「戦後保守」とは何か 550
2019第三届中国LNG储运技术交流大会论文集 500
Contributo alla conoscenza del bifenile e dei suoi derivati. Nota XV. Passaggio dal sistema bifenilico a quello fluorenico 500
Multiscale Thermo-Hydro-Mechanics of Frozen Soil: Numerical Frameworks and Constitutive Models 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 2998259
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2658819
关于积分的说明 7197938
捐赠科研通 2294325
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1216550
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 593547
版权声明 592904