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對于高能量密度鋰電池的實際應用來說，薄鋰金屬箔是必不可少的，但又難以實現。目前，金屬較差的機械加工性阻礙了薄金屬箔（<50um)的實現。

在此，同濟大學羅巍教授，華中科技大學黃云輝教授、許恒輝等人證明通過在Li金屬中添加氟化銀(AgF)可實現固溶強化(SSS)和第二相強化(SPS)的結合，進而大大提高金屬Li的強度和延展性。

得益于改進后材料的可加工性，成功地制造了超薄(低至5微米)、獨立且高機械強度的Li-AgF復合箔。更重要的是，復合材料中原位形成的LixAg-LiF骨架有利于Li擴散動力學和均勻的Li沉積。

圖1. 超薄Li-AgF復合箔的制備工藝

具體而言，該工作發(fā)現在Li金屬中加入AgF可以形成Li-Ag合金和LiF納米顆粒，這有助于SSS和SPS，從而顯著提高金屬Li的強度和延展性。此外，箔表面衍生的Ag氧化物和LiF將Li-AgF基體與不銹鋼輥隔離，因此Li-AgF復合薄膜厚度可控。

通過常規(guī)的機械軋制成功地制造了5至50um的厚度。此外嵌入電極的LixAg-LiF框架增強了離子的擴散動力學，促進了離子的均勻沉積。

結果表明，薄AgF復合電極在對稱電池和全電池中均表現出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。基于薄Li-AgF復合負極的軟包電池能夠實現穩(wěn)定的電化學循環(huán)和~370whkg^-1的高能量密度。最后，該工作為開發(fā)超薄金屬負極以實現高能量密度和長循環(huán)電池提供了途徑。

圖2. 基于薄Li-AgF復合負極的電化學性能

Combining Solid Solution Strengthening and Second Phase Strengthening for Thinning Li Metal Foils,?ACS Nano, 2023 DOI:10.1021/acsnano.3c04748

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?同濟/華科ACS Nano：結合固溶強化和第二相強化減薄鋰金屬箔

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