Homogeneous electric field and Li+ flux regulation in three-dimensional nanofibrous composite framework for ultra-long-life lithium metal anode

阳极 材料科学 锂(药物) 电化学 纳米纤维 无定形固体 极化(电化学) 纳米技术 氧化物 电流密度 化学工程 复合材料 电极 化学 冶金 医学 物理化学 工程类 内分泌学 物理 有机化学 量子力学
作者
Ai‐Long Chen,Mingyu Gao,Lulu Mo,Jing Wang,Zhen Xu,Yue‐E Miao,Tianxi Liu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:614: 138-146 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2022.01.087
摘要

Lithium (Li) metal is considered as the best anode candidate for next-generation high-energy batteries due to its ultralow electrochemical potential and extremely high theoretical capacity. However, issues arising from the undesired growth of lithium dendrites and infinite volumetric change have seriously hindered the practical application of lithium metal batteries (LMBs). Here, we designed a super-lithiophilic amorphous zinc oxide-doped carbon nanofiber framework with uniformly-distributed and parallel multichannels (MCCNF@ZnO) to achieve the homogeneous distribution of electric field and Li+ flux. By the assistances of COMSOL Multiphysics simulations and ex-situ scanning electron microscopy, we reveal that the Li metal preferentially deposits into the porous nanochannels inside the nanofibers, followed by its even distribution on the lithiophilic surface of MCCNF@ZnO. Furthermore, the conductive multichannels of the carbon nanofiber skeleton can effectively minimize the partial current density, thereby effectively avoiding the electrochemical polarization and assisting the uniform metallic deposition. As a result, MCCNF@ZnO exhibits a stable CE over 99.2% as the substrate after 500 cycles at the current density of 1 mA cm-2. The symmetrical cell of lithium-loaded MCCNF@ZnO composite electrodes can stably operate over 3300 h at 0.5 mA cm-2, indicating the great potential of MCCNF@ZnO for stabilizing lithium metal anodes in practical applications of LMBs.
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
刚刚
1秒前
一头熊完成签到 ,获得积分10
2秒前
祯果粒发布了新的文献求助10
3秒前
雪妮儿发布了新的文献求助10
3秒前
刘晓海发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
Ch185完成签到,获得积分10
4秒前
陈永政完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
美好钻石完成签到,获得积分10
4秒前
陶醉觅夏发布了新的文献求助10
6秒前
年轻的钥匙关注了科研通微信公众号
6秒前
WANG发布了新的文献求助10
6秒前
mingyue应助run采纳,获得10
7秒前
平凡之路发布了新的文献求助10
7秒前
慧慧子完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Tan发布了新的文献求助10
9秒前
炙热晓露完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
小马甲应助Balance Man采纳,获得10
9秒前
9秒前
AoAoo发布了新的文献求助10
10秒前
神说要有光完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
淡如水完成签到 ,获得积分10
11秒前
彭dada发布了新的文献求助10
12秒前
Wu完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
dora发布了新的文献求助10
13秒前
炙热晓露发布了新的文献求助10
14秒前
映易发布了新的文献求助10
14秒前
鱼日完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
小马甲应助刘晓海采纳,获得10
15秒前
略略略完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
歯科矯正学 第7版(或第5版) 1004
SIS-ISO/IEC TS 27100:2024 Information technology — Cybersecurity — Overview and concepts (ISO/IEC TS 27100:2020, IDT)(Swedish Standard) 1000
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Semiconductor Process Reliability in Practice 720
GROUP-THEORY AND POLARIZATION ALGEBRA 500
Mesopotamian divination texts : conversing with the gods : sources from the first millennium BCE 500
Days of Transition. The Parsi Death Rituals(2011) 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 3231417
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2878528
关于积分的说明 8206536
捐赠科研通 2545962
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1375570
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 647437
邀请新用户注册赠送积分活动 622521