Self-smoothing anode for achieving high-energy lithium metal batteries under realistic conditions

阳极 材料科学 电解质 阴极 锂钴氧化物 介孔材料 化学工程 碳纤维 电极 锂(药物) 电池(电) 锂离子电池 复合材料 化学 催化作用 内分泌学 物理化学 医学 功率(物理) 生物化学 工程类 物理 复合数 量子力学
作者
Chaojiang Niu,Huilin Pan,Wu Xu,Jie Xiao,Ji‐Guang Zhang,Langli Luo,Chongmin Wang,Donghai Mei,Jiashen Meng,Xuanpeng Wang,Ziang Liu,Liqiang Mai,Jun Liu
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:14 (6): 594-601 被引量:580
标识
DOI:10.1038/s41565-019-0427-9
摘要

Despite considerable efforts to stabilize lithium metal anode structures and prevent dendrite formation, achieving long cycling life in high-energy batteries under realistic conditions remains extremely difficult due to a combination of complex failure modes that involve accelerated anode degradation and the depletion of electrolyte and lithium metal. Here we report a self-smoothing lithium–carbon anode structure based on mesoporous carbon nanofibres, which, coupled with a lithium nickel–manganese–cobalt oxide cathode with a high nickel content, can lead to a cell-level energy density of 350–380 Wh kg−1 (counting all the active and inactive components) and a stable cycling life up to 200 cycles. These performances are achieved under the realistic conditions required for practical high-energy rechargeable lithium metal batteries: cathode loading ≥4.0 mAh cm−2, negative to positive electrode capacity ratio ≤2 and electrolyte weight to cathode capacity ratio ≤3 g Ah−1. The high stability of our anode is due to the amine functionalization and the mesoporous carbon structures that favour smooth lithium deposition. Metallic lithium wets a functionalized mesoporous carbon film to create a self-smoothing anode that, in conjunction with a standard lithium nickel–manganese–cobalt cathode, delivers long cycling life, 350 Wh kg−1 high-energy cells under realistic conditions.
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
刚刚
1秒前
UHPC发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
科研通AI6.2应助lin采纳,获得10
6秒前
庆庆子发布了新的文献求助10
10秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
念安应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
念安应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
太阳发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
大喜完成签到,获得积分10
13秒前
WLM完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
Liangccg发布了新的文献求助10
22秒前
26秒前
DarianaEderer发布了新的文献求助10
29秒前
小二郎应助漠之梦采纳,获得10
30秒前
菜菜mm发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
31秒前
32秒前
33秒前
34秒前
米奇发布了新的文献求助10
36秒前
Siren发布了新的文献求助30
37秒前
务实海豚完成签到,获得积分10
38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
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 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 6349564
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8164467
关于积分的说明 17178806
捐赠科研通 5405858
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862319
邀请新用户注册赠送积分活动 1839967
关于科研通互助平台的介绍 1689162