通过引导均匀的锂沉积和缓解体积变化,具有亲锂活性中心的3D主体已成为稳定金属锂负极的一种很有前途的策略。
近日,北京理工大学黄佳琦教授报道了首次全面研究了实际条件下3D主体中亲锂位点的失效机理。
文章要点
1)研究人员在具有金属基亲锂位点的典型体系中,揭示了实际条件下3D中亲锂位点的演化过程。亲锂位点可以降低成核过电位,但在实际条件下,这种影响在循环过程中逐渐丧失。
2)与温和条件相比,实际条件下循环容量的显著提高导致了死锂的快速积累。积累的死锂覆盖了亲锂位点,大大加剧了锂离子的扩散势垒,堵塞了锂离子向亲锂位点的扩散通道,从而导致亲锂位点失效。而经过长时间的循环后,一旦死锂被移除,亲锂位点仍然可以发挥作用。
本工作揭示了亲锂位点的失效机理,为实际条件下亲锂主体的设计提供了指导。
参考文献
Ying-Xin Zhan, et al, Failure Mechanism of Lithiophilic Sites in Composite Lithium Metal Anode under Practical Conditions, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202103291
https://doi.org/10.1002/aenm.202103291