1 成果簡介 

 

       薄的鋰金屬箔（≤20 μm）和獨立的鋰金屬箔可實現(xiàn)負極材料和高能量密度鋰電池的精確預鋰化。現(xiàn)有的鋰金屬箔太厚（通常為50到750 μm），或者機械易碎性太差，不適用于這些應用。本文，斯坦福大學崔屹教授團隊在《Nature Energy》期刊發(fā)表名為“Free-standing ultrathin lithium metal–graphene oxide host foils with controllable thickness for lithium batteries”的論文，研究開發(fā)了一種簡單和可擴展的方法，在氧化石墨烯主體內(nèi)合成超薄(0.5 ~ 20 μm)、獨立且機械堅固的鋰金屬箔。

 

       除了約0.1至3.7 mAh cm -2的低面積容量與傳統(tǒng)的純Li金屬箔相比，該Li箔的機械強度也大大提高了。Li箔可以將石墨（93％）和硅（79.4％）陽極的初始庫侖效率提高到100％左右，而不會產(chǎn)生過多的Li殘留物，并且可以將鋰離子全電池的容量提高8％。使用這種薄的Li復合陽極，可將Li金屬滿電池的循環(huán)壽命延長9倍。

 

       2 圖文導讀 

圖1：微米級薄主體和鋰金屬膜的設計與制造。

圖2：超薄Li - eGF膜的表征

圖3：超薄Li-eGF薄膜可實現(xiàn)精確的預鋰化和理想的石墨陽極ICE。

圖4：超薄Li- eGF薄膜改善了硅陽極的初始ICE和循環(huán)穩(wěn)定性。

圖5：超薄Li-eGF薄膜提高了鋰金屬的穩(wěn)定性 LFP滿格。

 

       3 小結(jié) 

 

       綜上所述，本文開發(fā)出一種制造超薄，獨立和承載的Li金屬膜的工藝，并展示了在預鋰化和高能量密度LMB中的應用。通過將電極厚度減小到微米級并同時提高陽極穩(wěn)定性，可調(diào)節(jié)的微米級薄且獨立的Li-eGF薄膜為將來的高能量密度Li電池提供了一條途徑。這也表明，這種微米級的技術(shù)可能會打破當前制造中電極厚度的限制。

 

       DOI：10.1038/s41560-021-00833-6

 

       https://doi.org/10.1038/s41560-021-00833-6