中南大学实现高度可逆的高压锂金属电池

时间:2022-03-03 12:18来源:中国科学报作者:王昊昊

点击: 次

中南大学材料科学与工程学院教授潘安强团队将三维结构设计与电解质工程相结合，设计出一种电导梯度调节器（硝酸锂改性电导梯度主体，LNO-CGH），这种电导梯度调节器能很好地控制锂金属在碳酸盐电解质中的沉积行为，从而实现高度可逆的高压锂金属电池。相关成果近日发表于《储能材料》。

在各种二次电池中，可充电高压锂金属电池因具有高能量密度，被认为是最具竞争力和最有前途的“候选者”，但它的酯类电解质与锂金属负极匹配性差，枝晶与副反应问题十分严重，阻碍了其发展。

潘安强团队设计的LNO-CGH，包含具有过量硝酸锂颗粒修饰的电介质顶层和电导率向上衰减的碳纳米纤维层。顶层可稳定释放硝酸锂以形成坚固的富含氮化物的SEI，梯度导电的结构可引导锂金属自下而上沉积。得益于这种“一石二鸟”的设计，LNO-CGH电极的稳定性显著提高。

审稿人认为，作者通过设计硝酸锂改性的电导梯度主体来引导锂金属在酯类电解质中自下而上沉积，这项工作十分有趣；四层LNO-CGH表现出垂直渐变的电导率，可诱导锂金属自下而上无枝晶沉积；具有过量硝酸锂颗粒的电介质顶层稳定释放出硝酸根，这可以改变界面化学并大大提高锂负极的库仑效率；当将该设计应用于实际锂金属电池时，即使在苛刻的条件下（N/P比为4）也能获得很好的性能。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.02.033

(责任编辑：子蕊)

文章标签：高压锂金属电池

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