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
Consuelo完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.2应助fan采纳,获得10
2秒前
ASH完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
5秒前
落池完成签到 ,获得积分10
6秒前
Tang发布了新的文献求助10
7秒前
坚强的曼雁完成签到,获得积分10
8秒前
boogiean完成签到,获得积分20
9秒前
11秒前
和谐代柔完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
科研通AI6.4应助懒虫采纳,获得10
14秒前
17秒前
传奇3应助xixi采纳,获得10
18秒前
和谐代柔发布了新的文献求助10
18秒前
sunny发布了新的文献求助20
19秒前
六六发布了新的文献求助30
21秒前
sh完成签到,获得积分10
21秒前
英姑应助Ray采纳,获得10
23秒前
23秒前
Xyy应助wuqs采纳,获得10
23秒前
26秒前
赛赛发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
29秒前
Junex发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
听风说雨发布了新的文献求助10
30秒前
siriusgg发布了新的文献求助10
31秒前
wxy完成签到,获得积分10
31秒前
Rufina0720发布了新的文献求助30
32秒前
33秒前
得得祎祎发布了新的文献求助10
36秒前
mr发布了新的文献求助10
38秒前
活泼的自行车完成签到 ,获得积分10
39秒前
40秒前
40秒前
易烊千玺老婆完成签到,获得积分10
41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
Real Analysis: Theory of Measure and Integration (3rd Edition) Epub版 1200
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6260940
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8082865
关于积分的说明 16889129
捐赠科研通 5332194
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2838378
邀请新用户注册赠送积分活动 1815869
关于科研通互助平台的介绍 1669511