Háöryggis samsett litíum málm rafskaut er næsta kynslóð af rafhlöðu með mikilli orkuþéttleika?
The research group of Professor Zhang Qiang from the Department of Chemical Engineering of Tsinghua University published the paper "Coralloid Carbon Fiber-Based Composite Lithium Anode for Robust Lithium Metal Batteries" in the well-known journal "Joule" in the energy field. Important progress has been made in the field of high-safety and high-capacity composite lithium metal anodes. The research was selected as the cover article of this issue of Joule, and the cover image was published.
Málmlitíum hefur afar mikla fræðilega sértæka afkastagetu og lægsta afoxunarrafskautsgetu, svo það er orðið ákjósanlegasta rafskautsefnið fyrir næstu-kynslóð há-orku-orkugeymslurafhlöður (næsta -kynslóð solid-litíum rafhlöður, litíum-brennisteinsrafhlöður, litíum-loftrafhlöður o.s.frv.). Hins vegar dregur dendrítvandamálið við hleðslu- og afhleðsluferli málmlitíums og óstöðugleiki litíum-rafsaltaviðmótsfilmunnar verulega úr hringrásarvirkni litíummálmrafhlöðna, styttir endingartíma rafhlöðunnar og færir jafnvel ákveðin öryggisáhætta. hindra þróun litíum málm rafhlöður.
The cover picture uses a metaphor to express the design idea of "composite lithium metal negative electrode". The composite lithium metal negative electrode based on lithiophilic carbon fiber is likened to a ship, which can sail stably in the "ocean" of molten lithium.
Nýlega hafa vísindamenn lagt til fjölda litíumskauta úr málmi sem byggir á leiðandi kolefnisramma eða málmgrind. Hins vegar voru mörg þessara ramma ekki for-fléttuð með litíum úr málmi, heldur voru þau prófuð í hálfum-frumum sem litíum-lausir straumsaflarar. Slíka litíum-lausa straumsafnara er erfitt að setja beint á fullar frumur. Þess vegna hefur verið þungamiðja rannsókna hvernig hægt er að for-samsetta litíummálm á skilvirkan hátt í núverandi safnarabyggingu til að mynda há-afkasta samsett litíummálmskaut sem hægt er að setja beint saman í fulla rafhlöðu.
Til að bregðast við brýnni eftirspurn eftir samsettum rafskautum í litíum málm rafhlöður, lagði rannsóknarteymi prófessors Zhang Qiang við Tsinghua háskóla til samsett litíum málm neikvætt rafskaut með kóral-eins og koltrefjum bráðnu litíum. Yfirborð koltrefjabeinagrindarinnar (CF) er breytt í litíófílískt yfirborð með aðferð við rafhúðun silfurhúðunar, þannig að fljótandi bráðinn litíummálmur getur frásogast fljótt inn í koltrefjabeinagrindina (CF/Ag) með silfurhúð, svo til að ná háum afköstum Samsett litíummálmskaut (CF/Ag-Li).
On the one hand, the silver coating can modify any conductive framework into a lithiophilic conductive framework that can siphon liquid molten lithium. Cyclic morphology of "dead lithium". Through the experimental observation of in-situ metallic lithium deposition, it is found that it is difficult to form dendrites in this composite structure. The proposed composite lithium metal anode can be stably cycled for more than 160 cycles with very low polarization under extremely harsh conditions of 10 mAcm-2 and 10 mAhcm-2. Compared with conventional lithium metal anodes, the composite lithium metal anode can withstand extreme areal current density and areal capacity cycling, showing high safety features.
Kórall-eins og koltrefja bráðið litíum-fyllt samsett litíum málm skaut
The composite metal lithium negative electrode is directly assembled with the sulfur positive electrode and the lithium iron phosphate positive electrode to form a lithium{{0}}sulfur battery and a lithium iron phosphate battery with excellent performance. Its lithium iron phosphate battery can stably cycle for more than 500 cycles at a rate of 1.0C, while the lithium-sulfur battery has an initial discharge capacity of 781mAhg-1 at 0.5C, and maintains a high-capacity cycle for more than 400 cycles. The conductive skeleton silver-plated lithium-injection method of this work can be universally applied to the design and preparation of any composite metal lithium anode based on the conductive skeleton. Lithium" cycle appearance, and then obtain excellent electrochemical performance in full battery systems such as lithium-sulfur batteries, and improve the safety of energy storage systems.
