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北大陳繼濤Adv. Sci.: 有效調(diào)控?zé)o定形鋰團(tuán)簇，實(shí)現(xiàn)超穩(wěn)定無(wú)枝晶循環(huán)

鋰（Li）沉積納米結(jié)構(gòu)中的無(wú)序相具有極大的吸引力，但Li生長(zhǎng)的不可控和不穩(wěn)定，以及結(jié)構(gòu)中納米尺度的表征等問題一直阻礙著其發(fā)展。

在此，北京大學(xué)陳繼濤等人利用冷凍電鏡 (cryo-TEM) 表征揭示了更堅(jiān)固的非晶鋰 (ALi) 團(tuán)簇，并在雜原子活化電負(fù)性位點(diǎn)和先進(jìn)的固體電解質(zhì)中間相 (SEI) 層上進(jìn)行了有效調(diào)控。

雜原子活化的電負(fù)性中心能夠增強(qiáng)Li⁺和雜原子摻雜的類石墨烯薄膜（HDGs）的靜電相互作用，這意味著更低的Li擴(kuò)散勢(shì)壘和更大的結(jié)合能，0.1 mA cm^-2下氟乙烯碳酸-酯基（FEC-酯）和LiNO₃-醚基（LiNO₃-醚）電解液中的成核過電位分別低至13.9和10 mV也證實(shí)了這一點(diǎn)。

圖1. 鍍鋰的無(wú)序有序演化納米結(jié)構(gòu)的冷凍電鏡表征

由富含無(wú)機(jī)成分組成的有序多層SEI結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)快速的離子傳輸和持久的能力，以構(gòu)建長(zhǎng)期高度可逆的電鍍/剝離循環(huán)。ALi簇負(fù)極表現(xiàn)出無(wú)定形形態(tài)，并能進(jìn)行2800次以上的超穩(wěn)定無(wú)枝晶循環(huán)。

在優(yōu)化的電解液中，LiFePO₄全電池能生長(zhǎng)穩(wěn)定的ALi簇，在0.1 C下具有高達(dá)165.5和164.3 mAh g^-1的優(yōu)勢(shì)容量；在0.2 C下循環(huán)150次后，容量保持率分別為93%和91%，這顯示ALi團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)活力、電化學(xué)可逆性和優(yōu)異性能得到了有效調(diào)節(jié)。

圖2. 基于ALi簇負(fù)極的電池性能

Effectively Regulating More Robust Amorphous Li Clusters for Ultrastable Dendrite-Free Cycling, Advanced Science 2021. DOI: 10.1002/advs.202101584

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/27/4368655c9b/

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