3D Wettable Framework for Dendrite‐Free Alkali Metal Anodes

材料科学 润湿 碱金属 法拉第效率 阳极 阴极 电化学 电极 化学工程 电解质 纳米技术 枝晶(数学) 复合材料 物理 工程类 量子力学 物理化学 化学 数学 几何学
作者
Ying Zhang,Chengwei Wang,Glenn Pastel,Yudi Kuang,Hua Xie,Yiju Li,Boyang Liu,Wei Luo,Chaoji Chen,Liangbing Hu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:8 (18) 被引量:252
标识
DOI:10.1002/aenm.201800635
摘要

Abstract The infinite volume change and dendritic behavior in alkali metal anodes lead to low Coulombic efficiency and short‐circuit issues that significantly hamper renewed efforts at commercialization. Here, a dendrite‐free alkali metal anode, made by thermally preloading molten Li or Na into a 3D framework with high alkali wettability, is reported. In the mechanically robust 3D framework, carbon fiber (CF) serves as an electrical highway that provides fast charge transfer for the redox reaction. Through a facile solution‐based process, a SnO 2 coating is introduced to modify the poor wetting behavior of the carbon framework and drastically improve both the electrochemical performance and reliability. The kinetic barrier to adhesion of molten alkali metals on the CF framework is eliminated by the mixed reaction with SnO 2 . The growth of dendrites is effectively repressed under the decreased local current density of the 3D framework. In full‐cell configurations with LiFePO 4 cathodes, the Li–CF electrode shows reduced polarization and 90% capacity retention after 500 cycles in traditional carbonate electrolyte. Comparable improvements are also observed in 3D electrodes for Na metal batteries. These findings on a stable 3D carbon framework with improved wetting behavior provide significant practical implications for achieving safe and commercially viable alkali 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
七月发布了新的文献求助10
1秒前
Charlote完成签到,获得积分20
2秒前
极速小鱼发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
xx发布了新的文献求助10
3秒前
初晨发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
chem001发布了新的文献求助10
3秒前
TOGETHERXYZ完成签到,获得积分10
3秒前
再睡十分钟完成签到 ,获得积分10
4秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
5秒前
史健发布了新的文献求助10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
cyh完成签到,获得积分10
6秒前
布林发布了新的文献求助10
8秒前
LUMOS完成签到,获得积分10
8秒前
佩佩发布了新的文献求助10
8秒前
脑洞疼应助少年啊采纳,获得10
9秒前
9秒前
李礼理锂鲤完成签到,获得积分10
9秒前
Owen应助杜青采纳,获得10
9秒前
领导范儿应助9527采纳,获得10
11秒前
12秒前
超级灵竹发布了新的文献求助20
12秒前
13秒前
蓝桥兰灯完成签到,获得积分10
13秒前
qwer发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
Owen应助mly采纳,获得30
14秒前
14秒前
15秒前
芭蕾恰恰舞完成签到,获得积分10
15秒前
酷酷的老太完成签到,获得积分10
16秒前
苯二氮卓完成签到,获得积分10
17秒前
刘星宇发布了新的文献求助10
17秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
18秒前
完美世界应助chem001采纳,获得10
18秒前
18秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
18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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
Psychology of Self-Regulation 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
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 5641911
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4757635
关于积分的说明 15015486
捐赠科研通 4800390
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2566016
邀请新用户注册赠送积分活动 1524164
关于科研通互助平台的介绍 1483790