Lithiophilic montmorillonite as a robust substrate toward high‐stable lithium metal anodes
Meng Wang, Ying Li, Shengyang Li, Xinxin Jia, Bo Nie, Hongtao Sun, Yaya Wang, Jian Zhu
Abstract
摘要 锂金属被认为是下一代高能量密度可充电储能装置的理想负极。然而，由于不可控的枝晶生长导致的寿命短和安全问题阻碍了锂金属负极的商业化。在本文中，我们报道了一种亲锂性蒙脱土(MMT)作为坚固基底，以保持均匀的锂沉积，从而提高锂金属的电化学性能。这种层间MMT具有锂离子传输通道和足够的间隙，实现了快速的电化学动力学并缓解锂的体积膨胀。通过原位光学显微镜分析和COMSOL Multiphysics证明了稳定的锂沉积过程。在电流密度为2 mA·cm ‐2 和1 mAh·cm ‐2 的沉积容量下，半电池能够稳定循环700次，平均库伦效率达到99%，并且对称电池在1 mA·cm ‐2 和1 mAh·cm ‐2 的条件下稳定运行20000 min。这项工作提供了一种新的抑制枝晶生长的策略，以确保锂金属电池的高性能。
Topics & Concepts
Materials scienceLithium metalMontmorilloniteLithium (medication)AnodeMetalSubstrate (aquarium)Chemical engineeringComposite materialMetallurgyPhysical chemistryEcologyElectrodeEngineeringMedicineEndocrinologyBiologyChemistryAdvancements in Battery MaterialsAdvanced Battery Materials and TechnologiesExtraction and Separation Processes