人們發(fā)現(xiàn)由于碳基電極材料的表面能與Li金屬的表面能存在顯著的不匹配,因此親鋰性電極不足以表征和描述碳基電極材料。但是碳基材料具有非常高的Li化學(xué)吸附能力,能夠提高活性Li的濃度,有助于Li的成核與生長,因此能夠增強Li金屬電極(LMA)的電化學(xué)性能。
有鑒于此,高麗大學(xué)(Korea University) Young Soo Yun教授、仁荷大學(xué)Hyoung-Joon Jin教授等研究結(jié)構(gòu)不同的碳電極的鋰化性質(zhì)區(qū)別,解釋了鋰金屬電極的過飽和電極概念,這種過飽和電極具有高Li容量,給出了平衡鋰電位附近的活性鋰容量的過飽和電極有助于LMA電池性能。
本文要點
(1)
通過碳結(jié)構(gòu)不同,同時具有類似的二維形貌的兩種碳電極,深入研究電化學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)過飽和電極上,鋰成核和生長有關(guān)的熱力學(xué)和動力學(xué)都得到顯著改善,尤其是在連續(xù)的電流狀態(tài)。
作者發(fā)現(xiàn)固體電解質(zhì)界面層(SEI)的化學(xué)結(jié)構(gòu)顯著的受到表面環(huán)境鋰濃度的影響,從而能夠形成導(dǎo)電性更好的Li富集SEI層,能夠增強庫倫效率,改善循環(huán)性能。
(2)
這些研究結(jié)果為研究過飽和電極如何增強異相鋰金屬成核和生長的動力學(xué)提供幫助。
參考文獻(xiàn)
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