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孟穎教授團隊,最新Nature子刊!
來源: 時間:2024-04-16 11:04:28 瀏覽:2654次

第一作者:So-Yeon Ham

通訊作者:Jihyun Jang、孟穎教授

通訊單位:加州大學圣地亞哥分校、芝加哥大學

DOI: 10.1038/s41467-024-47352-y.



研究背景



全固態電池(ASSBs)作為更安全和潛在的更高能量密度的器件,引起了科研人員的極大關注。其中,實現高能量密度ASSBs取決于固態結構中高容量電極的開發。在負極方面,潛在的候選材料或結構包括Li金屬、無負極和合金型負極,如Li-Si、Li-In、Li-Sn、Li-Al、LiSb和Li-Mg。然而,高比容量和低的Li枝晶生長和電池短路傾向使合金型負極成為下一代ASSBs最有前途的負極。以硅為負極的ASSBs在不需要固態電解質界面(SEI)持續生長下表現出了良好的性能,但第一次循環不可逆容量損失導致Si的初始庫侖效率(ICE)較低,從而限制了能量密度。基于此,加州大學圣地亞哥分校/芝加哥大學孟穎教授團隊采用了一種預鋰化策略來增加全固態硅電池的ICE和電導率。



文章要點



1、實驗結果觀察,Li硅負極與鋰鈷氧化物(LCO)正極配對時,ICE顯著增加。此外,與鋰鎳錳鈷氧化物(NCM)的比較表明,硅預鋰化的性能改進僅適用于負極不可逆性高的ASSBs。

2、使用這種預鋰化策略,對比純硅電極,在1000次循環后,容量保持率提高了15%。使用干處理的LCO正極膜,可以獲得高達10 mAh cm-2的高容量,表明預鋰化方法可能適用于高負載的下一代全固態電池。



圖文展示



圖1.硅和預鋰化硅負極的各種電化學性能和電池性能指標

圖2.壓力致硅鋰化的形貌和核磁共振譜

圖3.鋰硅在對稱電池和半電池中的電導率和電化學性能


 圖4.Si和Li1Si全電池的循環性能

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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