人们发现由于碳基电极材料的表面能与Li金属的表面能存在显著的不匹配,因此亲锂性电极不足以表征和描述碳基电极材料。但是碳基材料具有非常高的Li化学吸附能力,能够提高活性Li的浓度,有助于Li的成核与生长,因此能够增强Li金属电极(LMA)的电化学性能。
有鉴于此,高丽大学(Korea University) Young Soo Yun教授、仁荷大学Hyoung-Joon Jin教授等研究结构不同的碳电极的锂化性质区别,解释了锂金属电极的过饱和电极概念,这种过饱和电极具有高Li容量,给出了平衡锂电位附近的活性锂容量的过饱和电极有助于LMA电池性能。
本文要点
(1)
通过碳结构不同,同时具有类似的二维形貌的两种碳电极,深入研究电化学性能,发现过饱和电极上,锂成核和生长有关的热力学和动力学都得到显著改善,尤其是在连续的电流状态。
作者发现固体电解质界面层(SEI)的化学结构显著的受到表面环境锂浓度的影响,从而能够形成导电性更好的Li富集SEI层,能够增强库伦效率,改善循环性能。
(2)
这些研究结果为研究过饱和电极如何增强异相锂金属成核和生长的动力学提供帮助。
参考文献
Jimin Park, Ji In Jung, Son Ha, Do Hyun Kim, Hyun-Seok Jang, Byung Hoon Kim, Hyung-Kyu Lim, Hyoung-Joon Jin, Young Soo Yun, The Impact of Supersaturated Electrode on Heterogeneous Lithium Nucleation and Growth Dynamics, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202409992
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202409992