Korkean turvallisuuden komposiitti litiummetallianodi on seuraavan sukupolven korkean energiatiheyden energiavarastoakku?
The research group of Professor Zhang Qiang from the Department of Chemical Engineering of Tsinghua University published the paper "Coralloid Carbon Fiber-Based Composite Lithium Anode for Robust Lithium Metal Batteries" in the well-known journal "Joule" in the energy field. Important progress has been made in the field of high-safety and high-capacity composite lithium metal anodes. The research was selected as the cover article of this issue of Joule, and the cover image was published.
Metallilitiumilla on erittäin korkea teoreettinen ominaiskapasiteetti ja alhaisin redox-elektrodipotentiaali, joten siitä on tullut ihanteellisin anodimateriaali seuraavan -sukupolven-energisille-energian varastointiakuille (seuraavaksi -sukupolven solid-state-litium-litiumparistot, litium-rikkiakut, litium-ilmaakut jne.). Metallilitiumin lataus- ja purkausprosessin aikana esiintyvä dendriittiongelma ja litium-elektrolyyttirajapintakalvon epävakaus heikentävät kuitenkin vakavasti litiummetalliakkujen syklin tehokkuutta, lyhentävät akun käyttöikää ja jopa tuovat mukanaan tietyt turvallisuusriskit. estävät litiummetalliakkujen kehittymisen.
The cover picture uses a metaphor to express the design idea of "composite lithium metal negative electrode". The composite lithium metal negative electrode based on lithiophilic carbon fiber is likened to a ship, which can sail stably in the "ocean" of molten lithium.
Viime aikoina tutkijat ovat ehdottaneet useita metallisia litiumanodeja, jotka perustuvat johtaviin hiilirunkoisiin tai metallirunkoisiin. Monia näistä kehyksistä ei kuitenkaan ollut esi{0}}kompleksoitu metallisen litiumin kanssa, vaan niitä testattiin puoli-kennoissa litium-vapaana virrankerääjänä. Tällaisia litium-vapaita virrankerääjiä on vaikea liittää suoraan täyskennoihin. Siksi tutkimuksen kohteena on ollut se, kuinka tehokkaasti esi-yhdistettäisi litiummetallia nykyiseen keräinrakenteeseen tehokkaan-litiummetalli-komposiittianodin muodostamiseksi, joka voidaan koota suoraan täyteen akuksi.
Vastauksena litiummetalliakkujen komposiittielektrodien kiireelliseen kysyntään Tsinghuan yliopiston professori Zhang Qiangin tutkimusryhmä ehdotti negatiivista litiummetallikomposiittielektrodia, jossa on koralli{0}}kuidun kaltaista sulaa litiumia. Hiilikuiturungon (CF) pinta on modifioitu litiofiiliseksi pinnaksi galvanoimalla hopeapinnoitusmenetelmällä, jotta nestemäinen sula litiummetalli voidaan nopeasti imeytyä hopeapinnoitteella olevaan hiilikuiturunkoon (CF/Ag), joten korkean suorituskyvyn saavuttamiseksi. Komposiitti litiummetallianodi (CF/Ag-Li).
On the one hand, the silver coating can modify any conductive framework into a lithiophilic conductive framework that can siphon liquid molten lithium. Cyclic morphology of "dead lithium". Through the experimental observation of in-situ metallic lithium deposition, it is found that it is difficult to form dendrites in this composite structure. The proposed composite lithium metal anode can be stably cycled for more than 160 cycles with very low polarization under extremely harsh conditions of 10 mAcm-2 and 10 mAhcm-2. Compared with conventional lithium metal anodes, the composite lithium metal anode can withstand extreme areal current density and areal capacity cycling, showing high safety features.
Koralli{0}}kuin hiilikuitu sula litium-täytetty komposiitti litiummetallianodi
The composite metal lithium negative electrode is directly assembled with the sulfur positive electrode and the lithium iron phosphate positive electrode to form a lithium{{0}}sulfur battery and a lithium iron phosphate battery with excellent performance. Its lithium iron phosphate battery can stably cycle for more than 500 cycles at a rate of 1.0C, while the lithium-sulfur battery has an initial discharge capacity of 781mAhg-1 at 0.5C, and maintains a high-capacity cycle for more than 400 cycles. The conductive skeleton silver-plated lithium-injection method of this work can be universally applied to the design and preparation of any composite metal lithium anode based on the conductive skeleton. Lithium" cycle appearance, and then obtain excellent electrochemical performance in full battery systems such as lithium-sulfur batteries, and improve the safety of energy storage systems.
