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亲锂Ag-3D-Cu电极的设计及电化学性质
1
作者
梁毅
韦韬
+1 位作者
殷广达
黄德权
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第2期515-524,共10页
锂金属负极具有高理论比容量和低电极电势,是高能量密度二次电池最理想的负极材料。然而锂金属负极循环过程中存在的锂枝晶生长及体积膨胀问题,限制了锂金属电池的商业化应用。本工作针对锂金属电池在循环中的锂枝晶生长及体积变化等问...
锂金属负极具有高理论比容量和低电极电势,是高能量密度二次电池最理想的负极材料。然而锂金属负极循环过程中存在的锂枝晶生长及体积膨胀问题,限制了锂金属电池的商业化应用。本工作针对锂金属电池在循环中的锂枝晶生长及体积变化等问题,通过在泡沫铜表面化学镀银的方式制备具有亲锂性的Ag-3D-Cu集流体。银粒子可以引导锂离子均匀沉积并有效抑制锂枝晶生长,而且泡沫铜的三维多孔结构可以有效缓解体积膨胀。经过化学镀银30 s获得的Ag-3D-Cu-30 s电极展现出远低于3D-Cu的成核过电位和极化电压,同时实现了均匀的锂沉积。同时,Li||Ag-3D-Cu-30 s电池也呈现出接近140圈的稳定循环,电池的平均库仑效率仍然高达98%,表现出优异的循环性能。Ag-3D-Cu-30 s/Li||LFP(磷酸铁锂)全电池在1.0 C倍率下历经360次循环后,其放电比容量没有呈现出明显的衰退,表现出优异的循环稳定性,表明通过化学镀的方法构建的亲锂性Ag-3D-Cu集流体可以引导锂离子均匀沉积,有效降低锂的成核过电位和极化电压,提高锂金属电池的库仑效率及循环寿命。
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关键词
锂金属负极
亲锂性
Ag-
3d
-
cu
集流体
电化学性能
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职称材料
构建亲锂铜基3D集流体实现金属锂的均匀沉积
被引量：
3
2
作者
李锐
王浩
+5 位作者
付强
田子玉
王建旭
马小健
杨剑
钱逸泰
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期882-888,I0001,I0002,共9页
锂金属负极以其最高的理论比容量(3860m Ah·g-1)和最低的电化学电位(-3.04V(vs SHE))被誉为电池界的"圣杯"。但是锂金属电池的缺点也尤为明显:充放电过程中锂金属电池容易在负极不均匀沉积从而产生锂枝晶,锂枝晶的产生...
锂金属负极以其最高的理论比容量(3860m Ah·g-1)和最低的电化学电位(-3.04V(vs SHE))被誉为电池界的"圣杯"。但是锂金属电池的缺点也尤为明显:充放电过程中锂金属电池容易在负极不均匀沉积从而产生锂枝晶,锂枝晶的产生会造成固体电解质介面(SEI)膜的持续破裂,不稳定的SEI膜又会加剧锂枝晶的形成,进而刺穿隔膜,导致电池的循环性能下降,产生安全隐患,所以采取相应的措施在负极均匀沉积金属锂尤为重要。本研究使用商业化的铜网,通过碱性溶剂的氧化和空气气氛煅烧,在铜网表面形成均一的亲锂氧化铜纳米片阵列。铜网的3D结构可以有效减小电流密度,亲锂的纳米片阵列可以降低锂的沉积过电势,均匀沉积锂,有效抑制锂枝晶的产生。在电流密度为3mA·cm–2的半电池测试中,稳定循环230圈后库伦效率稳定维持在99%以上;搭配磷酸铁锂(LFP)全电池测试,在1C(0.17mA×mg-1)条件下可稳定循环300圈,容量保持率为95%。本研究为锂金属负极3D集流体的设计提供了新思路。
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关键词
3d
铜基集流体
氧化铜纳米片阵列
表面修饰
锂金属负极
锂金属电池
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职称材料
题名
亲锂Ag-3D-Cu电极的设计及电化学性质
1
作者
梁毅
韦韬
殷广达
黄德权
机构
桂林航天工业学院汽车工程学院
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第2期515-524,共10页
基金
广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2024KY0808,2021KY0792)。
文摘
锂金属负极具有高理论比容量和低电极电势,是高能量密度二次电池最理想的负极材料。然而锂金属负极循环过程中存在的锂枝晶生长及体积膨胀问题,限制了锂金属电池的商业化应用。本工作针对锂金属电池在循环中的锂枝晶生长及体积变化等问题,通过在泡沫铜表面化学镀银的方式制备具有亲锂性的Ag-3D-Cu集流体。银粒子可以引导锂离子均匀沉积并有效抑制锂枝晶生长,而且泡沫铜的三维多孔结构可以有效缓解体积膨胀。经过化学镀银30 s获得的Ag-3D-Cu-30 s电极展现出远低于3D-Cu的成核过电位和极化电压,同时实现了均匀的锂沉积。同时,Li||Ag-3D-Cu-30 s电池也呈现出接近140圈的稳定循环,电池的平均库仑效率仍然高达98%,表现出优异的循环性能。Ag-3D-Cu-30 s/Li||LFP(磷酸铁锂)全电池在1.0 C倍率下历经360次循环后,其放电比容量没有呈现出明显的衰退,表现出优异的循环稳定性,表明通过化学镀的方法构建的亲锂性Ag-3D-Cu集流体可以引导锂离子均匀沉积,有效降低锂的成核过电位和极化电压,提高锂金属电池的库仑效率及循环寿命。
关键词
锂金属负极
亲锂性
Ag-
3d
-
cu
集流体
电化学性能
Keywords
lithium metal anode
lithiophilic
Ag-
3d
-
cu
current
collector
electrochemical performance
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
构建亲锂铜基3D集流体实现金属锂的均匀沉积
被引量：
3
2
作者
李锐
王浩
付强
田子玉
王建旭
马小健
杨剑
钱逸泰
机构
山东大学化学与化工学院
北京大学化学与分子工程学院
山东大学物理学院
中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室
出处
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期882-888,I0001,I0002,共9页
基金
国家自然科学基金(21471090,61527809)
山东省泰山奖学金(ts201511004)。
文摘
锂金属负极以其最高的理论比容量(3860m Ah·g-1)和最低的电化学电位(-3.04V(vs SHE))被誉为电池界的"圣杯"。但是锂金属电池的缺点也尤为明显:充放电过程中锂金属电池容易在负极不均匀沉积从而产生锂枝晶,锂枝晶的产生会造成固体电解质介面(SEI)膜的持续破裂,不稳定的SEI膜又会加剧锂枝晶的形成,进而刺穿隔膜,导致电池的循环性能下降,产生安全隐患,所以采取相应的措施在负极均匀沉积金属锂尤为重要。本研究使用商业化的铜网,通过碱性溶剂的氧化和空气气氛煅烧,在铜网表面形成均一的亲锂氧化铜纳米片阵列。铜网的3D结构可以有效减小电流密度,亲锂的纳米片阵列可以降低锂的沉积过电势,均匀沉积锂,有效抑制锂枝晶的产生。在电流密度为3mA·cm–2的半电池测试中,稳定循环230圈后库伦效率稳定维持在99%以上;搭配磷酸铁锂(LFP)全电池测试,在1C(0.17mA×mg-1)条件下可稳定循环300圈,容量保持率为95%。本研究为锂金属负极3D集流体的设计提供了新思路。
关键词
3d
铜基集流体
氧化铜纳米片阵列
表面修饰
锂金属负极
锂金属电池
Keywords
3d cu current collector
cu
O nanosheet array
surface engineering
lithium metal anode
lithium metal battery
分类号
O646 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
亲锂Ag-3D-Cu电极的设计及电化学性质
梁毅
韦韬
殷广达
黄德权
《储能科学与技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
构建亲锂铜基3D集流体实现金属锂的均匀沉积
李锐
王浩
付强
田子玉
王建旭
马小健
杨剑
钱逸泰
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
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职称材料
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