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:50
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.

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
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
科研通AI6应助口天吴采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
壮观晓博发布了新的文献求助10
3秒前
泰想成功发布了新的文献求助10
3秒前
yahaha完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
1592611829完成签到,获得积分10
3秒前
TOMORROW完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
今后应助yoyo采纳,获得10
4秒前
落后的哈密瓜完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
FashionBoy应助倪13采纳,获得10
5秒前
mht发布了新的文献求助10
6秒前
深情安青应助luoyulin采纳,获得10
6秒前
滴滴答答发布了新的文献求助10
6秒前
honey完成签到 ,获得积分10
7秒前
Fiee完成签到,获得积分10
7秒前
ummmmm完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
manjusaka发布了新的文献求助10
8秒前
大婷子发布了新的文献求助10
8秒前
天天快乐完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
从容寄凡完成签到,获得积分10
9秒前
万能图书馆应助yanglinxia采纳,获得10
9秒前
9秒前
科研狗发布了新的文献求助10
9秒前
客服小祥发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
俏皮夏天发布了新的文献求助10
9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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
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 5718762
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5254117
关于积分的说明 15287024
捐赠科研通 4868786
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2614471
邀请新用户注册赠送积分活动 1564338
关于科研通互助平台的介绍 1521791