中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术实验室万立骏

tianliangla

JACS:溴化物中间体用于锂金属电池3D集流体上锂均匀成核

通常采用增加沉积面积降低电流密度来调节Li+沉积，但大多数情况尤其是高电流密度下，3D集电器上Li成核通常不能充分利用电活性表面。鉴于此，郭玉国、江浪和万立骏团队通过CuBr和Br掺杂的类石墨烯薄膜产生的两步协同过程实现了导电骨架中Li的均匀成核。一步是由掺杂Br的类石墨烯薄膜驱动，该薄膜与Cu泡沫很好地结合，以调节均匀的Li+通量和成核。另外，在均匀成核的基础上，通过CuBr进一步调节核的形态，CuBr与Li反应并产生LiBr（具有低Li扩散势垒），调节Li在煎饼状种子均匀成核然后生长为颗粒状Li金属。因此，即使在非常高的电流密度下，成核过电位也显著降低，有效地抑制了锂枝晶的生长。改性后的Cu泡沫（BGCF）负极具有小的成核过电位，高可逆性的Li电镀/剥离，当匹配实际质量负载的LiFePO4正极（高达20.5 mg cm-2）时，Li-BGCF全电池表现出优异的循环性能。

Hui Duan, Jing Zhang, Xiang Chen, Xu-DongZhang, Jin-Yi Li, Lin-Bo Huang, Xing Zhang, Ji-Lei Shi, Ya-Xia Yin, QiangZhang, Yu-Guo Guo, Lang Jiang, Li-Jun Wan, Uniform Nucleation of Lithium in 3D Current Collectors via Bromide Intermediates for Stable Cycling Lithium MetalBatteries[J], J. Am. Chem. Soc., 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b10488

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10488